versiune integrală (45243 kb)

Fundamente metodologice şi aplicaţii de dendrocronologie 5

Cuprins

Fundamente metodologice şi aplicaţii de dendrocronologie6

Contents

Prefaţã 7

PREFAŢĂ

În numărul său din 18 decembrie 2003, cunoscuta publicaţie pariziană Le Figaro,publica sub titlul “Stradivarius - viorile venite din frig” un interesant articol carepune în evidenţă valenţele dendrocronologiei ca ştiinţă a descifrării informaţiiloroferite de inelul anual. Plecând de la distribuţia inelelor anuale de pe faţa viorii “LeMessie” cunoscutul dendrocronolog Henri Grissino-Mayer, profesor laUniversitatea din Tennessee, a constatat între altele că arborele din care a fost con-fecţionată renumitul şi valorosul instrument muzical, a crescut în perioada 1577-1687, suprapusă parţial peste aşa zisă “mica glaciaţiune” (minima Maunder) într-ozonă de mică altitudine. Vioara a fost produsă în 1716 după ce lemnul s-a uscat unnumăr de 29 de ani.

Lăsând la o parte aspectele de senzaţie, de fapt divers, oferite marelui public, tre-buie subliniat faptul că dendrocronologia cu diversele ei ramuri, reprezintă instru-mentul cu ajutorul căruia natura (care se ştie se lasă cunoscută pas cu pas, numaiprin dificile eforturi ştiinţifice) ne dezvăluie multiple secrete, care în alte condiţii arrămâne înglobate în lemn, necunoscute pentru totdeauna.

Dendrocronologia, vine să exploateze caracterul dual al arborelui : de cronicar şicronică, în acelaşi timp. Numai omul mai are această dublă însuşire, dar şi el esteafectat de subiectivitate şi erori, dovada fiind diferitele variante ale aceluiaşi eveni-ment istoric. Arborele, în schimb nefiind expus influenţelor de natură socială,politică sau religioasă, înregistrează cu fidelitate orice modificare la care este mar-tor. Inelul anual poartă înscrisă orice schimbare intervenită în mediul proxim alarborelui fie că i se datorează presiunii concurenţei sau competiţiei sau modi-ficărilor mediului climatic, edafic, biologic, geomorfologic.

Dendrocronologia este o ştiinţă de graniţă relativ tânără, care în contextul gene-ral al dezvoltării ştiinţifice va permite cercetătorului să descifreze din ce în ce maiprecis (să diminueze zgomotul) mulţimea de informaţii stocată şi pusă la dispoziţiede către arbori.

După o strălucită lucrare de doctorat, susţinută în anul 2001 la Universitatea“Ştefan cel Mare” din Suceava, care i-a conferit titlul neoficial de “cel mai tânărdoctor din silvicultura română”, după un mare număr de teme ştiinţifice şi realizatecu succes în ultimii ani, tânărul cercetător Ionel Popa a avut curajul de a abordafrontal problemele de dendrocronologie, continuând cercetările sporadice începutela noi în ţară.


Mai mult decât atât, a încercat şi a reuşit să scrie primul tratat de dendro-cronologie apărut în România concretizat în prezenta carte. Tinereţea şi competenţal-au ajutat să pună în valoare rezultatele dobândite în cadrul programului de cerce-tare pe care l-a condus pe parcursul a numai 3 ani, fapt ce conferă lucrării eviden-tul caracter de originalitate şi noutate.

Cunoştinţele de matematică şi informatică ale autorului asigură înaltul caracterştiinţific al lucrării.

Se remarcă faptul că la baza acestei cărţi a stat o asiduă documentare ştiinţificădublată de o multitudine de rezultate proprii. Acestea din urmă au darul de a actua-liza şi de a promova cercetările dendrocronologice româneşti. Pentru cititorul spe-cialist sunt deosebit de interesante atât informaţiile cu privire la evoluţia cercetărilorcât şi cele referitoare la resursele dendrocronologice ale României. Acelaşi interesîl prezintă prescripţiile metodologice şi aplicaţiile proprii realizate cu ajutorul unormoderne instrumente statistice, de exemplu analiza în componente principale. Deaici rezultă caracterul unic al apariţiei editoriale în peisajul literaturii ştiinţifice sil-vice româneşti.

Prin modul cum a fost gândită şi concepută, cartea reprezintă un instrument valo-ros pentru specialiştii din învăţământ, administraţia şi cercetarea silvică, nefiindaltceva decât un pas înainte în dezvoltarea acestei fascinante ştiinţe, dendro-cronologia.

Ne facem o datorie de onoare de a avertiza cititorul că despre autorul tânăr, com-petent şi ambiţios, va mai auzi în curând. Îl rugăm să ţină aproape !

Radu Cenuşă

Introducere 9

1. Introducere

1.1. Consideraţii generale

Creşterea arborilor într-un areal cu variaţii sezonale ale climatului (alternanţăiarnă-vară sau sezon umed-sezon secetos) se caracterizează prin formarea unei sin-gure creşteri pe perioada de vegetaţie respectiv: inelul de creştere. Inelul de creşterevariază de la an la an (în cazul în care variaţia climatului general este anuală) saude la sezon de vegetaţie la sezon de vegetaţie (în cazul variaţiei sezonale a clima-tului cu un ciclu mai mare sau mic de un an), atât în ceea ce priveşte lăţimea sa, câtşi în ceea ce priveşte structura şi densitatea lemnului. Aceste elemente variabileconţin informaţii privind relaţiile dintre arbore şi factorii de mediu. Inelul anualconstituie o arhivă, o adevărată bază de date, care conţine informaţii privind vari-aţia seculară şi multiseculară a factorilor de mediu, atât la nivel global cât şi mezoşi microzonal.

Dendrocronologia, privită în sensul larg, este chemată să elucideze cauzele careau determinat variabilitatea caracteristicilor unei secvenţe multianuale de inele decreştere, utilizând material şi metode specifice, să identifice schimbările şi eveni-mentele survenite în ecosistemele forestiere în retrospectivă. Giurgiu (1976) afirma“arborele îşi scrie într-un limbaj specific propria istorie. Arborele înregistrează perăboj nu numai anii, dar şi starea timpului. Se afirmă că arborele este un conştiin-cios cronicar (letopiseţ) al timpurilor de mult apuse. Se justifică afirmaţia potrivitcărei arborele reprezintă un fitoclimatograf de mare sensibilitate, capabil să înre-gistreze şi să depoziteze informaţii privind acţiunea factorilor de mediu”.Descifrarea acestui dendroalfabet constituie obiectul dendrocronologiei.

1.2. Inelul anual. Factori de creştere

Cunoaşterea structurii lemnului este necesară pentru construirea şi interpretareamodelelor privind legătura dintre variaţia factorilor de mediu şi creşterea radială aarborilor, exprimată prin lăţimea inelului anual, sau prin intermediul altor caracte-ristici ale acestuia (densitate, structură etc.) (Fritts, 1976). Este dificil a înţelegemodalitatea în care factorii de mediu afectează creşterea arborilor fără a şti cum şicând se desfăşoară procesele fiziologice, care au drept rezultat formarea de noi ineleanuale. Înţelegerea manierei în care sezonul de creştere activă începe şi se termină,


perioada în care se formează anumite structuri ale lemnului, atât la nivelul trunchiu-lui cât şi la nivelul rădăcinilor sau ramurilor, este esenţială pentru explicarea modu-lui în care se pot forma într-un singur sezon de vegetaţie două inele anuale sau cum,în unele cazuri, inelul anual poate lipsi în anumite părţi ale arborelui.

Lemnul este un ansamblu de ţesuturi de origine secundară, formate din pereţi lig-nificaţi, rezultat al funcţionării către interior a cambiului (Marocico, 1994). Cam-biul sau zona generatoare libero-lemnoasă apare în fascicolul primar al tulpinii,între liber şi lemn, fiind constituit dintr-un singur strat de celule tinere, a cărorînsuşire esenţială este de a se divide. Din diviziunea celulelor cambiale se diferen-ţiază spre exterior liberul secundar, iar spre interior lemnul secundar (Morariu,1965). La speciile lemnoase din zona temperată, cambiul este inactiv în perioada deiarnă, fiind reactivat sub influenţa hormonilor de creştere, primăvara. Aceastăfuncţionare particulară a cambiului conduce la apariţia unor limite structurale, deciobservabile, între creşterile anuale. Acestea definesc inelele anuale, distinct vizibilela speciile de răşinoase şi foioase cu distribuţia porilor inelară şi mai puţin vizibilemacroscopic la foioasele cu o distribuţie a porilor difuză (fig. 1.1.).

Macrostructura anatomică a lemnului este rezultatul acumulărilor de straturi de

Fig. 1.1. Structura macroscopică a lemnului de răşinoase (după Fritts, 1976)Macroscopic structure of coniferous wood (after Fritts, 1976)

Introducere 11

celule lemnoase de diferite dimensiuni, organizate în inele anuale. Caracteristicilefiecărui inel anual sunt determinate de proporţia diferitelor elemente celulare com-ponente, reflectând condiţiile de creştere din sezonul de vegetaţie, în situaţia unuiplan de organizare a structurii lemnului constantă (Marocico, 1994). Ansamblulultimelor creşteri anuale formează o zonă activă din punct de vedere fiziologic,asigurând transportul sevei brute, cunoscută sub denumirea de alburn. Creşterileanuale mai depărtate de cambiu sufere procese de transformare de ordin anatomic,fizic şi chimic provocate şi controlate de celulele de parenchim, proces denumitduraminificare. Prin acest proces are loc transformarea alburnului în duramen, inac-tiv fiziologic, dar cu un predominant rol mecanico-structural.

Coniferele prezintă o structură microscopică a lemnului relativ simplă, unifor-mă, prin traheidele longitudinale, razele medulare, parenchimul longitudinal şicanalele rezinifere, remarcându-se absenţa traheelor (vase perfecte) şi a fibrelorlemnoase (fig. 1.2.). Lemnul de primăvară este format din traheide cu lumenul maimare şi cu membrane mai subţiri, iar cel de toamnă din traheide cu lumen mai micşi cu pereţi celulari îngroşaţi. Trecerea de la lemnul timpuriiu la cel târziu se poateface progresiv (la molid) sau relativ brusc (la brad, duglas, larice).

Speciile de foioase prezintă o structură microscopică a lemnului mult maicomplexă, comparativ cu coniferele. Dacă la răşinoase traheidele longitudinaleîndeplinesc funcţie dublă (fiziologică şi mecanică), în cazul angiospermelor se dis-ting celule specializate pentru conducerea sevei brute - trahee sau elementele devase şi fibrele lemnoase pentru asigurarea rezistenţei mecanice (Morariu, 1965). Pelângă aceste tipuri de celule, spre deosebire de răşinoase, se mai întâlnesc traheidevasculare, traheide vasicentrice şi fibrotraheidele (fig. 1.3.).

În secţiune transversală, vasele apar sub formă de pori, care pot fi izolaţi, grupaţiîn şiruri radiale, tangenţiale sau oblice, diseminaţi mai mult sau mai puţin regulatpe suprafaţa inelului anual. Dimensiunile lor pot fi constante sau descresc gradat, dela lemnul timpuriu spre cel târziu. În raport cu caracteristicile porilor, la speciile defoioase, se disting următoarele tipuri de lemn (Keller, 1991; Marocico, 1994):

- lemn cu distribuţia inelară a porilor (cu zonă iniţială poroasă), la careporii lemnului timpurii au diametrul mult mai mare în raport cu lemnul târ-ziu. La începutul sezonului de vegetaţie se formează una sau mai multe benzide pori mari, urmaţi de pori mici, dispersaţi, în grupe mici (la frasin), în şiruriradiale (la stejar), oblice (la castan) sau tangenţiale (la salcâm, ulm) (fig.1.4a);

- lemn cu distribuţia porilor difuză, la care elementele de vase au undiametru relativ constant pe întreaga întindere a inelului anual, fiind reparti-zaţi uniform în masa lemnului. Acest tip de lemn se întâlneşte la mesteacăn,plop, anin, fag, paltin, nuc, scoruş, tei etc. (fig 1.4b).

- lemn cu distribuţia porilor semiinelară (cu zonă semiporoasă), la carevasele au relativ acelaşi dimensiuni pe toată lăţimea inelului anual, dar cu


Fig. 1.3. Structura microscopică a lemnului de fag (după Marocico, 1994)Microscopic structure of beech wood (after Marocico, 1994)

Fig. 1.2. Structura microscopică a lemnului de pin (după Marocico, 1994)Microscopic structure of pine wood (after Marocico, 1994)

Introducere 13

tendinţă de grupare în lemnul timpuriiu sub formă de benzi inelare. Un exemplutipic al acestui tip de distribuţie este lemnul de cireş (fig. 1.4c).

Creşterea radială, precum şi structura intrinsecă a lemnului este controlată înprimul rând prin bagajul genetic al fiecărui arbore, care determină o constanţă acompoziţiei calitative a ţesuturilor lemnoase, a modului general de aranjare a ele-mentelor celulare, a structurii interne a pereţilor celulelor lemnoase. Factorii demediu, prin influenţarea activităţii cambiului, a proceselor de diferenţiere celulară,de creştere a pereţilor celulari, induc caracteristici particulare ale inelelor anuale,sub raportul dimensiunilor, a densităţii etc. (fig. 1.5.). Controlul genetic asupra creş-terii radiale se manifestă prin: longevitatea arborilor, procesele de îmbătrânire, sen-sibilitatea la factorii de mediu sub raportul caracteristicilor macroscopice (lăţimeainel, densitate, proporţie lemn timpuriu-lemn târziu) şi a structurii anatomice(Schweingruber, 1996).

Lumina, temperatura, rezervele de apă şi nutrienţi, vântul, daunele mecanice lanivelul coroanei, rădăcinilor şi trunchiului, poluarea solului şi a aerului, activitateaumană etc., toţi aceşti factori de natură abiotică şi antropică au un impact pozitiv saunegativ asupra creşterii arborilor (Parascan şi Danciu, 2001). Factorii abiotici potinfluenţa creşterea radială a arborilor în maniere şi intensităţi extrem de diferite. Înmod obişnuit, este imposibil de probat influenţa unui singur factor, creşterea arbo-rilor fiind sub influenţa acţiunii conjugate a acestora. De asemenea, reacţia lanivelul diferitelor organe ale arborilor este diferită. Numai analiza unui număr marede arbori, din staţiuni diferite, permite determinarea cauzelor care au generat lăţimireduse sau ridicate ale inelului anual, respectiv anumite raporturi dintre lemnul târ-ziu şi cel timpuriu. În prezent, este dificil a preciza şi a oferi o explicaţie ecologică

Fig. 1.4. Tipuri de distribuţie a porilor la lemnul de foioase: a - iniţial poroasă, b - difuză, c -semi- poroasă

Types of pores distribution of angiosperms wood: a - initial porous, b - diffused porous,c - semiporous


a cauzelor care conduc la formarea de inele anuale normale.Mult mai dificilă este detectarea acelor factori de mediu care sunt înregistraţi în

lăţimea inelelor anuale sau în densitatea sau structura lemnului, respectiv în com-poziţia chimică a acestuia. Acest tip de informaţii, denumite generic “semnal deintrare”, sunt integrate în arbore prin intermediul aparatului foliar şi radicular,deoarece aceste organe sunt în contact direct cu mediul înconjurător şi funcţioneazăca porţi de intrare. În acest context, se poate considera arborele ca fiind o “cutie nea-gră” în care un anumit set de intrări, influenţe de mediu, este transformat - prin pro-cesele fiziologice de acumulare de biomasă - în ieşiri vizibile şi măsurabile (lăţimeainelului anual, densitatea lemnului, structura lemnului, elementele chimice). Toateforţele directoare care determină variabilitatea biologică a informaţiilor de ieşire dinsistem sunt localizate în această “cutie neagră” (Wrobel şi Eckstein, 1997; Eckstein,1983) (fig. 1.6.).

Analiza relaţiei dintre factorii de mediu şi caracteristicile inelului anual consti-tuie fundamentul biologic şi ecologic al dendrocronologiei. Este total inadecvat, deexemplu, a realiza cercetări dendrocronologice la molidul de rezonanţă care, con-form criteriilor de încadrare în această categorie, prezintă o uniformitate foarte ridi-

Fig. 1.5. Principalii factorii de creştere cu influenţă asupra inelului anualThe main growth factors with influence to tree-ring

Introducere 15

cată a lăţimii inelului anual, având un potenţial dendrocronologic practic nul. Desi-gur şi acest tip de lemn stochează în caracteristile inelelor anuale informaţii privindconstanţa condiţiilor de vegetaţie, reprezentând un obiect de studiu al dendroecolo-giei.

1.3. Dendrocronologia - ştiinţa inelului anual

Dendrocronologia (din grecescul dendron-lemn, chronos-timp, logos-ştiinţă)poate fi definită drept ştiinţa care utilizează inelul anual, datat la anulexact al formării sale, în analiza temporală şi spaţială a proceselor dinştiinţele fizice şi culturale (Grissino-Mayer, 2003). Uni autori restricţioneazătermenul de dendrocronologie numai sensul utilizării inelelor anuale în datarea lem-nului, integrând aici dendroarheologia (Bitvinskas, 1974; Schweingruber, 1996).Conform Websters Ninth New Collegiate Dictionary (1990), dendrocronologiaeste definită drept ştiinţa datării evenimentelor şi a variaţiei factorilor demediu prin studiul comparativ al inelelor de creştere ale arborilor şi avârstei reale a lemnului (anul exact al formării inelului de creştere).

Complexitatea informaţiilor stocate în inelul anual, ca rezultat al interacţiunii

Fig. 1.6. Conceptul de cutie neagră în dendrocronologie (după Wrobel şi Eckstein, 1997)The black-box concept of dendrochrnology (after Wrobel and Eckstein, 1997)


dintre factorii de mediu şi genotip, a determinat apariţia şi dezvoltarea mai multorsubdiscipline specializate:

- dendroecologia - utilizează inelul anual în studiul factorilor care influen-ţează procesele ecosistemice (de ex. analiza efectului poluării asupra creşteriiarborilor prin studiul variaţii în timp a lăţimii inelului anual, analiza prinmetode de dendrocronologie a dinamicii structurii arboretelor etc.);

- dendrocl imatologia - utilizează inelul anual pentru studierea şi reconsti-tuirea climatului prezent şi trecut (ex. reconstituirea variaţiei temperaturilorşi/sau a precipitaţiilor dintr-o anumită zonă în ultimele secole);

- dendroentocronologia - utilizează inelul anual pentru datarea şi studiuldinamicii istorice a populaţiilor de insecte (ex. datarea perioadelor de gradaţiea defoliatorilor);

- dendrogeomorfologia - utilizează metodele dendrocronologice pentrudatarea proceselor geomorfologice de suprafaţă care au creat, alterat sau for-mat peisajul (ex. analiza schimbărilor în creşterea arborilor, prin intermediullăţimii inelului anual, pentru datarea seriilor de alunecări de teren);

- dendroglaciologia - datarea şi studiul dinamicii gheţarilor prin interme-diul variaţiei caracteristicilor inelelor anuale (datarea avansării gheţarilor);

- dendrohidrologia - utilizarea caracteristicilor inelului anual pentru analizaşi datarea dinamicii resurselor de apă (datarea perioadelor cu inundaţii);

- dendropirocronologia - utilizarea inelului anual pentru studiul dinamiciiprezente şi trecute a incendiilor;

- dendroarheologia - utilizarea caracteristicilor inelului anual pentrudatarea când a fost exploatat, transportat, procesat şi utilizat lemnul (ex.datarea bisericilor din lemn).

Dendrocronologia şi disciplinele derivate constituie domenii care investigeazăaspectele spaţiale şi temporale ale proceselor din sfera largă a ştiinţelor mediului, şinu numai (arheologie, istorie etc.), operând la scară anuală şi multiseculară. Cel maiutilizat obiect de studiu al acestor discipline este seria dendrocronologică.

Seria dendrocronologică este definită ca o serie de timp privind unparametru al inelului anual (lăţime totală, lăţime lemn timpuriu saulemn târziu, densitate etc.), măsurată şi transformată prin metodespecifice - standardizare - într-o serie de indici. O serie dendrocronologi-că de referinţă, pentru o anumită specie şi zonă ecologică, poate fi definită ca fiindo serie de indici de creştere care conţine semnalul climatului macrozonal, acesteaputând fi utilizată pentru datare, reconstituirea climatului etc.

Istoricul dendrocronologiei 17

2. Istoricul dendrocronologiei

2.1. Istoricul dendrocronologiei în străinătate

Primele informaţii privind inelele de creştere şi relaţia acestora cu factorii demediu îşi au originea încă din antichitate. Pliniu cel Bătrân, în lucrarea “NaturalisHistoria” face o serie de notaţii asupra creşterii arborilor (Corona, 1983). În însem-nările lui Leonardo da Vinci (1452-1519) se regăsesc informaţii privind legăturadintre climat şi creşterea anuală la pinul din Toscana, Italia (Corona, 1986), acestaremarcând influenţa regimului precipitaţiilor asupra lăţimii inelelor anuale. El pre-cizează în lucrarea “Trattato della Pittura” că “inelele din ramurile tăiate din arboriarată numărul de ani şi, în raport cu grosimea lor, anii care au fost mai mult sau maipuţin secetoşi” (Corona, 1983). Mai târziu, în anul 1737, naturaliştii franceziDuhamel şi Buffon identifică într-o serie de trunchiuri, posibilitatea existenţei unorîngheţuri în urmă cu 29 de ani, realizând de asemenea un portret caracteristic al anu-lui 1709 (Fritts, 1976). John Hill, în lucrarea ilustrată “Construcţia trunchiului” din1770 prezenta “cercurile anotimpurilor”, adică lemnul timpuriu şi cel târziu dincadrul inelului anual (Flocea, 1996). La sfârşitul secolului al XIX-lea, în Germania,Theodor Harting (1805-1880) şi Robert Harting (1839-1901) dezvoltă conceptulcreşterii timpurii şi târzii, realizând cercetări privind dinamica sezonieră a acesteia(Schweingruber, 1996; Vitas, 1998). În anul 1898, T. Harting şi R. Harting stabilescfaptul că creşterea arborilor este direct influenţată de lungimea perioadei de vege-taţie, de precipitaţii şi de temperatura aerului. F.N. Schvedov, în 1882, explică posi-bilitatea utilizării inelelor anuale pentru analiza şi prognoza climatului, observând ostrânsă legătură între lăţimea inelelor anuale de la salcâm, lângă Odessa-Ucraina, şiprecipitaţiile înregistrate (Kairiukstis şi Shiyatov, 1990; Vitas, 1998). În anul 1880silvicultorul olandez Kapteyn măsoară şi datează o serie de trunchiuri din Germaniaşi Olanda (Eckstein şi Wrobel, 1983; Eckstein şi Pilcher, 1990).

Primele cercetările sistematice în domeniul dendrocronologiei îşi găsesc origi-nea la începutul secolului XX, prin studiile întreprinse de Andrew Ellicott Douglassla observatorul astronomic de la Flagstaff. Cercetările întreprinse de Douglass vizauciclicitatea naturală a activităţii solare, respectiv relaţia acesteia cu dinamica cli-matului. Neexistând înregistrări meteorologice istorice, el utilizează creşterile arbo-rilor drept măsură indirectă a climatului. Investigaţiile lui Douglass încep în anul1901, bazându-se pe următoarea ipoteză: creşterile anuale ale arborilor sunt depen-


dente de cantitatea de substanţe nutritive care, la rândul lor sunt direct condiţionatede oferta de substanţe minerale şi de apă din sol. Rezerva de apă din sol este directlegată de regimul pluviometric, mai ales în regiuni secetoase, cum era Arizona.Astfel, Douglass ajunge la concluzia că mărimea creşterile anuale ale arborilor dinregiunile cu deficit de precipitaţii este direct corelată cu regimul pluviometric. Dinanaliza probelor de creştere, el observă o alternanţă de ani cu inele largi cu inelefoarte înguste, observând existenţa unui model de succesiune a lăţimii ineleloranuale din două arborete din apropierea Flagstaff (Prescott şi Flawell), fundamen-tând metoda de interdatare a seriilor de creştere (Fritts, 1976). În mod independent,primele încercări de interdatare sunt realizate, în 1827 de către Twining, 1839, dematematicianul Babbage, 1904, de Douglass (Fritts, 1976). Meritul lui Douglasseste de a utiliza acest principiu drept bază pentru dezvoltarea dendrocronologiei caştiinţă (Douglass, 1941). Analizând probe de lemn provenite din vechile satele indi-ene, acesta a observat prezenţa unor succesiuni particulare de inele, prezente şi laarborii analizaţi anterior, reuşit astfel datarea acestor vestigii arheologice. În anul1937 s-a înfiinţat la Universitatea din Arizona (Tucson), primul laborator de den-drocronologie sub conducerea lui Douglass, destinat exclusiv studiului ineluluianual, în acest demers fiind ajutat de doi studenţi: Waldo S. Glock - în dezvoltareatehnicilor de analiză cantitativă şi Edmund Schulman în analiza statistică şi în tehni-cile de dendroclimatologie (Robinson, 1990).

În Europa, Bruno Huber (1899-1969), la Institutul de Botanică Forestieră dinMunchen, iniţiază primele cercetări sistematice de dendrocronologie, preluândmetoda de interdatare a lui Douglass, pe care o dezvoltă şi o perfecţionează. Încondiţiile climatului temperat din Europa, se dovedeşte necesară măsurarea şireprezentarea grafică a fiecărui inel anual, deoarece variaţia de la an la an a lăţimiiinelului nu este atât de evidentă ca în cazul speciilor din zona semiaridă a Arizonei,unde a lucrat Douglass (Eckstein, 1982; Eckstein şi Wrobel, 1982; Eckstein şiWrobel, 1983; Eckstein şi Pilcher, 1990). Cercetările de dendrocronologie din lab-oratoarele din Europa au vizat în special cuantificarea impactului activităţii indus-triale şi a poluării asupra creşterii arborilor (Eckstein, 1986; Becker, 1987;Eckstein şi Sass, 1988; Eckstein et al., 1989; Eckstein şi Krause, 1989; Tessier etal., 1990). În ţările nordice primele studii de dendrocronologie sunt cele întreprinsede Henrik Hesselman, Ernst Antevs, Stellan Erlanderson şi Bo Eklund în Suedia,C.D.F. Reventlow, Erik Holmsgaard şi Thomas Bartholin în Norvegia şi de E.Laitakari şi Peitsa Mikola în Finlanda (Eckstein şi Wrobel, 1982; Graslund, 1984).În Europa, dendroclimatologia este o ştiinţă relativ tânără, comparativ cu cercetărileîntreprinse pe continentul american, în prezent existând numeroase reţele de den-drocronologie care au permis analiza dinamicii climatului în urmă cu peste douămilenii ( Eckstein şi Aniol, 1981; Schweingruber et al., 1987; Briffa et al., 1990).

Dezvoltarea rapidă a dendrocronologiei a avut drept rezultat elaborarea unuinumăr mare de serii dendrocronologice de referinţă pentru diferite zone geografice


de pe mapamond şi a condus la înfiinţarea, în 1974, a Băncii Internaţionale deDendrocronologie - ITRDB - International Tree-Ring Database, ca organizaţie pro-fesională şi ca bancă de date pentru toate tipurile de date dendrocronologice, cu se-diul iniţial la Laboratorul de Dendrocronologie al Universităţii din Tucson, Arizona- S.U.A. Din anul 1990 în cadrul Programului Paleoclimatic al AdministraţieiNaţionale a Oceanelor şi Atmosferei (S.U.A.) - N.O.A.A. - PaleoclimatologyProgram of the National Oceanic and Atmospheric Administration, centrul mondi-al al datelor de dendrocronologie, a fost stabilit la National Geophysical DataCenter (N.G.D.C.) în Boulder, Colorado, S.U.A. În prezent, această bază de dateinternaţională cuprinde peste 6000 de serii dendrocronologice, de la peste 100 despecii (http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/ftp-treering.html). La nivel europeanfuncţio-nează un catalog de serii dendrocronologice implementat şi menţinut decătre T. Levanic (http://www.dendro.bf.uni-lj.si/first.html).

Cercetările întreprinse în domeniul dendroclimatologiei au permis atât funda-mentarea teoretică a metodelor de analiză statistică (Bitvinskas, 1974; Fritts, 1976;Schweingruber, 1985, 1996; Guiot et al., 1982; Guiot, 1984; Guiot, 1986; Guiot,1991; Fritts şi Guiot, 1990) cât şi reconstituirea dinamicii climatului în ultimele se-cole şi milenii (Schulmann, 1958; Eckstein şi Aniol, 1981; Hughes et al., 1982;Schweingruber et al., 1987; Villalba, 1990; Briffa et al., 1990; Schweingruber şiEckstein, 1990; Serre-Bachet, 1992; Jacoby şi D’Arrigo, 1996).

În domeniul dendrohidrologiei, cercetările realizate au permis evidenţiereadinamicii inundaţiilor şi a nivelului apelor (Payette et al., 1990; Yanosky şi Kappel,1997; Swanson et al., 1998), a evoluţiei istorice a turbăriilor (Chambers et al.,1997). Dinamica gheţarilor şi datarea avalanşelor au făcut obiectul a numeroasecercetări (Potter, 1967; Carrara, 1979; Smith et al., 1995; Smith şi Laroque, 1996;Smith, 2000). Cercetări de dendroentocronologie au permis datarea atacurilor deinsecte şi a dinamicii istorice a gradaţiilor (Swetnam et al., 1985; Weber, 1997;Muzika şi Liebhold,1999; Krause şi Morin,1999; Speer et al., 2001).

Perfecţionarea continuă a tehnicilor de lucru, a metodologiilor de prelucrare şianaliză a datelor dendrocronologice este reflectată în lucrări de referinţă în dome-niu (Bitvinskas, 1974; Fritts, 1976; Hughes et al., 1982; Cook şi Kairiukstis, 1990;Schweingruber, 1996).

Pentru America de Nord, cea mai lungă serie dendrocronologică, derivată dinlemn arheologic, este de peste 8400 de ani, cu tentative de extindere la 10.000 deani. Seria dendrocronologică pentru stejar, în Europa, este de 10.479 de ani, extin-zându-se până în anul 8480 Î.Ch. O serie cronologică de 2012 ani a fost dezvoltatăpentru pinul silvestru la nivel european, oferind astfel cercetătorilor o secvenţăcompletă până la ultima glaciaţiune (Kromer şi Spurk, 1998). În emisfera sudică, înAnzi, pentru Fitzroya cupressoides seria dendrocronologică merge până în anul1634 Î.Ch., iar în Noua Zeelandă a fost elaborată o cronologie de 1200 ani pentruLagarostrobus franklinii (Kuniholm, 2003).


În domeniul promovării cercetărilor de dendrocronologie din 1934 apare revistaTree-Ring Bulletin (transformată în Tree-Ring Research) editată de Societatea deDendrocronologie (Tree-ring Society), iar din 1983 revista Dendrochronologia subredacţia Institutului Italian de Dendrocronologie. Un rol important în promovareadendrocronologiei, prin bogatul conţinut în informaţii şi referinţe este UltimateTree-Ring Web Page menţinută de Grissino-Mayer (2003) - http://web.utk.edu/~grissino/.

La nivel internaţional sunt dezvoltate o serie de baze de date utile în dendro-cronologie dintre care se remarcă (Grissino-Mayer, 2003): International Tree-RingData Bank, una dintre cele mai complete baze de date paleoclimatice accesibilă laadresa http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/ftp-treering.html; baza de date cu peste8500 de referinţe bibliografice din domeniul dendrocronologiei realizată deGrissino-Mayer şi accesibilă on-line la Swiss Federal Institute of Forest, Snow andLandscape Research, secţia Ecosisteme forestiere şi riscuri ecologice, menţinută deM.K. Dobbertin - http://www01.wsl.ch/dendrobiblio/; baza de date cu speciile dearbori şi arbuşti utilizaţi în dendrocronologie realizată de Grissino-Mayer -http://web.utk.edu/~grissino/species.htm; baza de date cu adresele de contact apeste 900 de cercetători din domeniul dendrocronologiei accesibilă lahttp://web.utk.edu/~grissino/address2.htm.

Comunitatea ştiinţifică din domeniul dendrocronologiei are la dispoziţie peInternet un forum de discuţie integrând peste 580 de cercetători din peste 32 de ţăriaccesibil la adresa [email protected].

2.2. Dezvoltarea dendrocronologiei în România

La noi în ţară, în domeniul dendrocronologiei cercetările au avut un pregnantcaracter ecologic, de evaluare prin metode de dendroecologie a impactuluidegradării mediului, mai ales sub influenţa poluării, asupra creşterii arborilor şiarboretelor. Analiza istorică a studiilor de dendrocronologie permite identificare atrei etape distincte.

O primă etapă, reprezentată de studii şi cercetări cu un caracter explorator altehnicilor de dendrocronologie, care au fost efectuate mai ales în cadrul auxologieiforestiere (Giurgiu, 1967, 1974, 1977, 1979), fiind puse în evidenţă variaţiile cicliceale creşterilor la brad şi alte specii forestiere (Giurgiu, 1967, 1974). De asemenea seelaborează primele serii de indici de creştere la Pinus cembra pentru masiveleRodna şi Retezat în baza unui număr mic de arbori (1-2 rondele) ( Seghedin, 1977;Soran şi Gârlea, 1981; Pânzaru şi Soran, 1983). Se poate aminti aici şi seria den-drocronologică pentru un trunchi fosil de stejar din albia Siretului (Dumitriu-Tătăranu şi Popescu, 1983), la care s-au aplicat metode statistice de analiză a vari-aţiei sezoniere şi de eliminare a influenţei vârstei. Tot în această primă etapă sunt


realizate primele cercetări de dendroclimatologie, prin corelarea regimului precipi-taţiilor cu indicii de creştere radială (Giurgiu, 1977) şi se evidenţiază rolulcercetărilor de dendrocronologie în domenii colaterale (arheologie, istoriografie)(Giurgiu, 1987, Alexandrescu, 1995, Flocea, 1996a).

Următoarea etapă o constituie aprofundarea cercetărilor de dendrocrologie apli-cată (dendroecologie), remarcându-se cercetările privind cuantificarea impactuluipoluării asupra ecosistemelor forestiere (Ianculescu, 1975, 1977,1978,1987; Alexe,1984; Decei et al., 1987; Tissescu, 1988, 1989; Ianculescu şi Tissescu, 1989; Barbu,1989, 1991; Flocea, 1992, 1996b), precum şi cele din domeniul analizei modi-ficărilor structurale în ecosistemelor forestiere fiind posibilă stabilirea unor criteriide clasificare a curbelor de creştere în raport cu poziţia cenotică şi modificărilestructurale (Cenuşă, 1990, 1992, 1993, 1996, 1999; Iacob, 1998). Se realizeazăcercetări aprofundate de dendroecologie privind dinamica factorilor perturbatori(Popa, 2002, 2003a) şi a variabilităţii spaţiale a seriilor dendrocronologice (Popa,2002, 2003a), de dendroclimatologie cu referire la relaţia climat-arbore (Popa2002), realizându-se reconstituirea dinamicii istorice a unor parametri meteorologi-ci din zonele studiate (Popa, 2002, 2003a, 2003e; Popa et al., 2003). Elaborareaprimelor serii dendrocronologice, conforme cerinţelor ITRDB, s-a realizat în ultimiiani pentru molid (Schweingruber, 1985; Alexandrescu, 1995; Popa, 2002, 2003e),brad (Ianculescu şi Tissescu, 1989; Alexandrescu, 1995; Popa, 2002, 2003a, 2003e),zâmbru (Popa, 2002, 2003a), gorun şi stejar (Tissescu, 1990; Borlea, 1998; Popa,2002).

În domeniul dendroarheologiei se remarcă cercetările privind datarea bisericilorde lemn din Maramureş (Babos şi Eggertsson, 2002) sau a unor construcţiimedievale (Alexandrescu, 1995).

În prezent se desfăşoară un proiect naţional privind elaborarea seriilor dendro-cronologice pentru principalele specii de răşinoase din pădurile României,urmăridu-se realizarea unei reţele naţionale de suprafeţe de dendrocronologie -RODENDRONET - avându-se în vedere, într-o primă etapă, valorificareapotenţialului dendrocronologic al ecosistemelor forestiere. Această reţea naţionalăreprezintă fundamentul dezvoltării cercetărilor de dendrocronologie aplicată,deschizând noi direcţii de cercetare în domeniu.

Principiile dendrocronologiei 23

3. Principiile dendrocronologiei

În orice ştiinţă, în timp, se produce o acumulare a unui set de cunoştinţe cu carac-ter esenţial, cu putere generalizatoare care, bazate pe observaţii repetate şi expe-rienţă, pot fi descrise drept principii sau concepte ce întruchipează adevăruri funda-mentale. Principiile nu sunt legi sau reguli absolute ale naturii, fiind raţionamentefoarte bine testate bazate pe ansamblul de cunoştinţe existente la un moment dat.Principiile sunt mai mult sau mai puţin stabile în timp, fiind revizuite periodic, înconformitate cu evoluţia şi aprofundarea cercetărilor în domeniul respectiv.

Dendrocronologia, ca şi alte ştiinţe, este guvernată de un set de principii sau re-guli ştiinţifice. Principiile dendrocronologiei au fost, şi ele, supuse tendinţei gene-rale de perfecţionare, în acord cu dezvoltarea cercetărilor de dendrocronologie îngeneral, şi în direcţiile particulare (dendroecologie, dendroclimatologie etc.). Uneleprincipii sunt general valabile şi îşi au originea la 1785 - “Principul uniformităţii” -altele sunt relativ recente - “Principiul modelului agregat al creşterii arbo-rilor”(1985). Unele sunt specifice dendrocronologiei - “Principiul interdatării” -altele sunt caracteristice ştiinţelor ecologice - “Principiul factorilor limitativi” - saualtele sunt general valabile în ştiinţă - “Principiul repetabilităţii”.

În dendrocronologie sunt fundamentate un număr de opt principii de bază:- principiul uniformităţii;- principiul factorilor limitativi;- principiul amplitudinii ecologice;- principiul modelului agregat al creşterii arborilor;- principiul alegerii staţiunii;- principiul interdatării;- principiul repetabilităţii;- principiul standardizării.Pr incipiul uniformităţ i i în ordinea natur i i a fost enunţat de geologul

James Hutton în 1785: “Prezentul este cheia trecutului”. În plus, dendro-cronologia realizează o completare a acestui principiu, cu dictonul “Trecutul estecheia vi i torului”. Cu alte cuvinte, cunoaşterea şi analiza condiţiilor de mediucare au operat în trecut permite prognoza condiţiile de mediu din viitor. Confuciusspunea: “Studiază trecutul ca să prevezi viitorul” (ITRDB, 1998). Aplicat în den-drocronologie, principiul uniformităţii prezintă următoarele implicaţii de ordinmetodologic şi conceptual: procesele fizice şi biologice care realizează legătura din-


tre mediul actual şi variaţia actuală a creşterii arborilor trebuie să fi fost operaţiona-le şi în trecut; aceleaşi caracteristici ale inelului anual sunt determinate de aceleaşicondiţii de mediu atât în prezent, cât şi în trecut sau viitor; condiţiile de mediu aso-ciate unei caracteristici prezente a inelului anual au existat şi în trecut când para-metrul respectiv apare.

Acest principiu nu implică însă ca factorii de mediu sau condiţiile de creştere săfie aceleaşi în trecut ca şi în prezent. Principiul presupune că relaţiile ce guverneazălegătura factori de mediu-creştere să fie similare, adică aceleaşi condiţii de mediuafectează aceleaşi procese de creştere, atât în trecut, cât şi în prezent sau viitor.Numai frecvenţa, intensitatea şi localizarea factorilor de influenţă ai creşterii varia-ză. Principiul uniformităţii se consideră îndeplinit în orice analiză dendrocronolo-gică, ca şi în cazul altor ştiinţe care studiază fenomene şi procese din trecut, nerea-lizarea acestuia conducând la concluzii eronate privind evenimentele istorice.

Pr incipiul factor i lor l imitat ivi . Creşterea arborilor este determinată de omultitudine de factori, fiecare influenţând acest proces complex în mod diferit, atâtspaţial, cât şi temporal. Numărul de traheide sau trahee, dimensiunile şi modul deorganizare în planul inelului anual, grosimea peretelui celular, aceste caracteristicisunt controlate de un număr mare de factori de mediu. Activitatea cambială estestrict determinată de dinamica factorilor climatici. Este binecunoscută legea bio-logică a factorilor limitativi, definită astfel: un proces biologic cum este creştereaarborilor nu poate avea o intensitate mai mare decât cea permisă de factorul cu acţi-unea cea mai limitativă (Fritts, 1976). Acelaşi factor poate avea un caracter limita-tiv pentru mai mulţi ani, dar gradul şi durata efectelor limitative variază de la an laan. Dacă factorul se schimbă şi nu mai are un caracter limitativ, rata şi intensitateaproceselor de creştere se accentuează până la nivelul la care un alt factor devine li-mitativ.

De exemplu, în zona de stepă şi silvostepă temperatura nu constituie un factorlimitativ, în schimb cantitatea de precipitaţii reprezintă un factor care limiteazăcreşterea arborilor. În opoziţie sunt zonele alpine şi subalpine, unde temperaturareprezintă un factor de creştere limitativ. Acest principiu este extrem de importantîn dendrocronologie, deoarece interdatarea seriilor de creştere se poate realizanumai dacă unul sau mai mulţi factori de mediu devin limitativi, persistă pe operioadă de timp suficient de lungă şi acţionează pe o arie geografică suficient delargă pentru a determina aceeaşi reacţie la un număr mare de arbori.

Principiul implică ipoteza conform cărei creşterea anuală minimă oferă infor-maţii mult mai pertinente privind condiţiile climatice limitative decât creşterileanuale ridicate. Dacă creşterea arborilor, într-o zonă dată, nu este limitată de factoriclimatici sau de mediu, este dificil, a extrage informaţii pertinente asupra variaţieicondiţiilor de mediu din trecut, iar interdatarea seriilor de creştere din această zonăpune probleme deosebite.


Principiul ampli tudini i ecologice. Fiecare specie biologică în raport cubagajul său genetic, care în interacţiune cu factorii de mediu determină fenotipul,poate creşte şi se poate reproduce între anumite limite ale habitatului. Aceste limitese referă la amplitudinea ecologică a fiecărei specii. Unele specii au o amplitudineecologică relativ redusă, fiind limitate numai la anumite tipuri de habitate, altele auo amplitudine ecologică ridicată, cuprinzând în cadrul arealului lor zone geograficefoarte largi.

În zona centrală a arealului geografic specia întruneşte condiţii de mediu favora-bile pentru creştere, rareori factorii de mediu devenind limitativi (ani cu condiţii cli-matice extreme, condiţii staţionale limitative particulare). Spre limita arealului natu-ral condiţiile de mediu devin limitative pentru specia respectivă, inducând o limitarea proceselor fiziologice şi implicit, a creşterii. Astfel, creşterea arborilor de la limi-ta silvostepei şi a stepei este puternic afectată de secetă, pe când la limita altitudi-nală sau latitudinală superioară a vegetaţiei forestiere procesele fiziologice sunt li-mitate de temperaturile scăzute. În multe situaţii, factori ca: lungimea perioadeifotosintetice zilnice, disponibilitatea resurselor minerale, care nu variază semni-ficativ de la un an la altul pot constitui factori limitativi ai proceselor de creştere,dar au influenţă redusă în variabilitatea anuală a parametrilor inelului anual.

Pr incipiul modelului agregat al creşter i i arbori lor. Modelarea creş-terii radiale a arborilor în directă corelaţie cu factorii de creştere a constituit şi cons-tituie una dintre provocările majore din domeniul dendrocronologiei, ecologiei, bio-metriei sau fiziologiei. Primele modele clasice în dendrocronologie au pornit de lamodelarea sistemului creştere-climat, evoluând ulterior spre o modelare de tipulcreştere-mediu, incluzând, pe lângă factorii strict climatici, şi alţi factori ai ecosis-temului forestier (de ex. concurenţa inter- şi intraspecifică).

Fritts (1976) propune o serie de modele cu baze fiziologice şi biochimice privindlegătura dintre lăţimea inelului anual şi variaţia factorilor climatici, respectiv tem-peratură şi precipitaţii. Alte modele propun o cuantificare energetică a relaţiei din-tre arbore şi mediu. Wilson (1964) introduce în dendroecologie un model complexprivind dinamica activităţii cambiale la conifere, în relaţie cu factori climatici.

Principala deficienţă a aplicării acestor modele cu baze fiziologice şi biochimiceîn cercetarea dendrocronologică este dată de dificultatea elaborării şi implementăriide tehnici specifice de cuantificare şi separare a diferitelor influenţe utilizând carac-teristicile macroscopice şi unele elemente microscopice, măsurabile, ale ineluluianual.

Cu toate că utilizarea inelului anual în studiul variaţiei factorilor de mediu estelarg răspândită, extragerea informaţiei, a semnalului dorit, poate fi dificilă şi incertă.

Semnalul este definit, în acest caz, în sensul unei ipoteze testate statistic, drepto informaţie derivată din parametrii inelului anual (lăţime, structură etc.), relevantpentru studiul unei anumite probleme. Zgomotul este definit ca o informaţie nere-levantă în raport cu obiectivele studiului. Aşadar, inelul anual, respectiv seria de


creştere radială poate fi analizată şi asimilată cu o serie statistică de timp, rezultatădin agregarea mai multor semnale - componente ale seriei de timp - diferenţa din-tre zgomot şi semnalul relevant putându-se face numai în contextul unor ipoteze şiaplicaţii practice. Deci în dendrocronologie, problema esenţială constă în extragereasemnalelor relevante, prin dezagregare, care se realizează prin metode şi algoritmistatistici, ale lăţimii inelului anual, într-un număr finit de semnale reprezentândsuma influenţelor factorilor de mediu asupra creşterii radiale a arborilor.

Pornind de la această teoretizare a inelului anual, Graybill (1982) propune unmodel agregat al creşterii arborilor, model preluat şi dezvoltat ulterior de Cook(1990), care sintetizează ansamblul complex al factorilor de mediu în patru semnalecomplexe: curba de creştere biologică de diferite forme, semnalul macroclimaticgeneral al zonei, perturbările endo- şi exogene şi zgomotul sau eroarea inerentă.

Modelul agregat al inelului anual poate fi redată sintetic astfel (Cook, 1990):

unde:Rt reprezintă lăţimea inelului anual în anul t;At - relaţia creştere - vârstă determinată de procesele fiziologice normale de

îmbătrânire;Ct - semnalul climatului general comun pentru toţi arborii dintr-o anumită zonă

geografică - variaţia macroclimatului;D1t - perturbările locale de natură endogenă cu origine în procesele de com-

petiţie inter şi intraspecifică caracteristică ecosistemelor forestiere;D2t - perturbările locale de natură exogenă cauzate de factori cu originea în afara

arboretului cum ar fi atacurile de insecte, îngheţuri târzii sau timpurii;Et - variabilitatea interanuală neexplicată - zgomotul;γ - variabilă binară (0 sau 1) care exprimă prezenţa sau absenţa unei perturbări

locala de origine endo sau exogenă.Exprimarea într-o formă liniară a lăţimii inelului anual facilitează analiza con-

ceptuală a fiecărei componente din model. Ipoteza liniarităţii şi independenţei com-ponentelor modelului nu este întotdeauna verificată, cunoscut fiind faptul că uneleproprietăţi ale inelului anual sunt multiplicative. De altfel, prin transformări adec-vate, relaţiile neliniare se pot liniariza, seria de creştere fiind astfel, în mod intrin-sec, un proces liniar. Acceptând aceste ipoteze de liniaritate şi independenţă, mode-lul oferă un instrument eficient de identificare şi separare a diferitelor tipuri deinfluenţe. Semnalele At, Ct şi Et sunt prezente în orice serie de creştere, iar D1t şiD2t pot fi sau nu prezente, în funcţie de existenţa unor perturbări în anul t.

Procesul At este un proces nestaţionar, care reflectă constrângerile geometriceprivind adăugările de volum, prin creşterea radială a trunchiului. În cazul în care

(3.1.)


acest tip de limitare este principala sursă a acestui semnal, forma generală a tren-dului At este exponenţială, diminuându-se în raport cu vârsta. Acest tip de curbă estecaracteristică arborilor care vegetează în teren liber, unde competiţia inter- şiintraspecifică sunt minime (fig. 3.1.).

În acest caz, semnalul indus de vârstă poate fi modelat şi separat prin interme-diul modelelor matematice deterministice, prin netezirea curbei de creştere cu ofuncţie matematică. Cel mai frecvent, însă, influenţa strictă a vârstei asupra creşteriiradiale este distorsionată datorită competiţiei şi a perturbărilor inerente ecosis-temelor forestiere (fig. 3.2.) (Lorimer şi Frelich, 1989).

În primul caz se poate observa existenţa unei perioade iniţiale de creştere activă,urmată de o perioadă de reducere accentuată a creşterii radiale, datorită concurenţeila nivelul coronamentului. În ultimii douăzeci de ani se remarcă o reaccelerare acreşterii, ca urmare a dispariţiei factorului competitor (arborilor), fie datorită uneiperturbări exogene - doborâtură produsă de vânt, fie datorită unei perturbări endo-gene - uscare naturală. În cea de-a doua situaţie distorsionarea semnalului At estediferită, prezentând iniţial o perioadă de creştere redusă, urmată de o accentuare acreşterii radiale datorită punerii în lumină în jurul anului 1910, pentru ca, după 1960să se înregistreze o scădere a potenţialului de creştere. În aceste situaţii extragerea

Fig. 3.1. Variaţia exponenţială a semnalului At la un arbore de molid în teren liberExponential variation of At signal to a Norway spruce tree in open field


semnalului At nu mai este posibilă prin utilizarea metodelor deterministice, At fiindun proces nestaţionar, stocastic, necesitând metode de extragere complexe (modeleautoregresive, filtre digitale etc.).

Semnalul Ct reprezintă influenţa climatului general (macroclimatul), respectivimpactul tuturor variabilelor climatice asupra creşterii radiale a arborilor, mai puţinparametrii climatici asociaţi cu perturbările endo- şi exogene. Componentele tipiceale Ct sunt reprezentate de temperatură, precipitaţii, rezervele de apă din sol, evapo-transpiraţie, în general factori climatici cu influenţă directă şi semnificativă asupraproceselor fiziologice de creştere.

Se consideră că efectul acestui semnal este identic pentru toţi arborii dintr-o anu-mită specie şi din staţiuni similare şi reprezintă un semnal comun pentru toţi arboriidintr-o anumită zonă ecologică sau geografică. Adeseori, acest tip de semnal poate

Fig. 3.2. Tipuri de distorsionări ale semnalului At în cazul unui arboret de molid cu structurăplurienăDisturbance of distorsious types of At signal in the case of a Noway spruce standunevenaged


fi confundat cu semnalul determinat de către poluare, în vedere decelării acestorafiind necesare observaţii şi analize atente. Variabilele climatice utilizate adesea înmodelarea şi explicarea semnalului Ct fiind temperaturile şi precipitaţiile, procesestocastice staţionare, este posibilă modelarea şi extragerea semnalului Ct prin meto-de autoregresive şi filtre digitale (fig. 3.3.).

Răspunsul arborelui la perturbări locale de origine endogenă este cuantificat deD1t. Acest tip de perturbare este determinat de factori legaţi de caracteristicile vege-taţiei, independente de condiţiile de mediu, fiind consecinţa dezvoltării colectivităţiisilvestre, prin care dispariţia unui arbore dominant are efect numai asupra arborilorvecini şi nu în tot arboretul. Acest tip de dezvoltare a arboretului prin “goluri” deter-mină diferite tipuri de variaţii ale lăţimii inelului anual (fig. 3.4.).

De asemenea, practicile silviculturale, respectiv lucrările silvotehnice reprezen-tate de rărituri selective, tăieri de regenerare cu efecte locale pot constitui o sursă deperturbări endogene, reliefate în semnalul D1t. O proprietate importantă a acestuitip de perturbări este dată de caracterul aleatoriu, atât spaţial, cât şi temporal, ne-fiind posibilă corelarea semnalului D1t de la un arbore cu un alt arbore din acelaşiarboret. Această variabilitate accentuată este sugestiv reliefată în seriile de creştereprezentate în figura 3.4.

Perturbările exogene sunt determinate de factori de mediu, exteriori arboretuluişi independenţi de acesta, fiind cuantificate în semnalul D2t. Perturbările exogenepot fi de natură climatică (vânturi puternice, îngheţuri târzii sau timpurii, chiciură,incendii) sau de natură non-climatică, reprezentate de atacuri de insecte, intervenţii

Fig. 3.3. Semnalul Ct în seria dendrocronologică de brad din Codrul Secular Slătioara (Popa,2002, 2003a)Ct signal in silver fir dendrochronological series from Codrul Secular Slătioara (Popa,2002, 2003a)


Fig. 3.4. Tipuri de reacţie la perturbări endogene determinate de competiţia intraspecificăîntr-un arboret de molidTypes of reaction at endogenous disturbances determined by the competition in aNorway spruce stand


silvice sistematice etc. Deosebirea dintre perturbările endogene şi cele de naturăexogenă este dată de sincronizarea temporală şi spaţială, în cazul celor exogene.Semnalul D2t este prezent la majoritatea arborilor din cadrul arboretului afectat deperturbare. În figura 3.5. este dat un exemplu de perturbare exogenă, determinată deo răritură sistematică cu influenţă asupra creşterii radiale a arborilor.

Fig. 3.5. Impactul unei rărituri sistematice asupra creşterii radiale într-un arboret de molidThe impact of systematic thinning on radial growth in a Norway spruce stand


Se poate observa că după răritura din anul 1990, considerată drept perturbareexogenă, arboretul a reacţionat prin intensificarea creşterii radiale la majoritateaarborilor din arboret. Un alt exemplu de perturbare exogenă o constituie impactuldoborâturilor produse de vânt cu intensitate ridicată, care afectează întreg arboretul.O astfel de perturbare s-a înregistrat în u.a 1a din U.P. VII Izvoarele Bistriţei dincadrul O.s. Borşa ca urmare a unei doborâturi puternice din anul 1989 (fig. 3.6.).

Din analiza seriilor de creştere se remarcă clar anul producerii perturbaţiei exo-gene (doborâtură produsă de vânt) şi impactul acesteia asupra creşterii radiale.Arboretul a fost afectat pe toată suprafaţa, determinând apariţia semnalului D2t înanul 1989 la majoritatea arborilor (fig. 3.7.).

Un ultim semnal cuprins în modelul agregat al inelului anual este reprezentat de

Fig. 3.6. Semnalul D2t determinat de o doborâtură produsă de vânt într-un arboret de molidD2t signal determined by windthrow in a Norway spruce stand


zgomot - Et - care constituie varianţa inexplicabilă, inerentă oricărui proces natural.El este determinat de variaţii reduse, microstaţionale, ale condiţiile de mediu, gra-dienţi hidrologici, caracteristici ale solului, erori de măsurare etc. Et se consideră afi independent atât de spaţiu cât şi de timp.

Acest model conceptual, bazat pe principiul modelului agregat liniar, permitedescompunerea seriei de creştere într-un semnal deterministic, ca urmare a influ-enţei pure a vârstei (At), a două semnale stocastice comune (Ct şi D2t) şi a douăsemnale de asemenea stocastice, singulare (D1t şi Et) (Cook, 1990). Separarea dife-ritelor semnale cuprinse în inelul anual se realizează prin standardizare, adică printransformarea seriei de creştere exprimată în funcţie de lăţimea inelului anul sau altparametru în serie de indici relativi.

Precizia şi valabilitatea rezultatelor, rezultată din aplicarea modelul agregat alcreşterii arborilor, în separarea diferitelor influenţe ale factorilor de mediu, depindefoarte mult de strategia de alegere şi amplasare a suprafeţelor de probă, a arborilorde sondaj. Prin metode de sondaj adecvate este posibilă diminuarea unui anumitsemnal şi amplificarea altuia.

Fig. 3.7. Arboret afectat de doborâturi produse de vânt - U.P. VII Izvoarele Bistriţei, O.s. BorşaStand affected by windthrow in Forest Compartment VII Izvoarele Bistriţei, ForestDistrict Borşa


Principiul alegeri i s ta ţ iuni i . Alegerea staţiunilor, speciilor şi arborilorprezintă o importanţă fundamentală în cercetările de dendrocronologie. Criteriile dealegere şi amplasare a suprafeţelor experimentale variază în raport cu obiectivelestudiului dendrocronologic. Astfel principiile de selecţie a staţiunii, speciei şi arbo-rilor sunt diferite pentru un studiu dendrocronologic al cărui scop este elaborareaunei serii dendrocronologice de referinţă pentru o zonă ecologică, în comparaţie cuo cercetare dendroecologică privind impactul poluării sau dinamica structurală aecosistemului. Cele mai favorabile regiuni pentru investigaţii dendrocronologicesunt cele în care factorii de mediu induc o variabilitate ridicată a parametrilorinelelor anuale ale arborilor. Regiunile cu condiţii climatice optime pentru o anu-mită specie sunt indicate pentru reconstituirea dinamicii istorice a factorilor non-cli-matici, cum ar fi competiţia intra- şi interspecifică sau influenţa factorilor perturba-tori (insecte, incendii, doborâturi şi rupturi produse de vânt şi zăpadă, intervenţiiantropice etc.).

Alegerea staţiunii şi a arborilor de probă constituie o expresie a principiului fac-torilor limitativi, al amplitudinii ecologice şi al repetabilităţii. Principiul selecţieistaţiunii stabileşte care zonă ecologică sau geografică poate fi identificată şi selec-tată, astfel încât să permită obţinerea unei serii de timp senzitivă la variaţia facto-

Fig. 3.8. Principiul alegerii staţiunii (a - disponibilitate redusă a rezervei de apă din sol;b - disponibilitate ridicată a rezervei de apă din sol)The principle of site selection (a - low water reserve disposability; b - high waterreserve disposability)


rilor de mediu (fig. 3.8.). De exemplu, pentru a se analiza dinamica perioadelor cusecetă se utilizează probe din arborii situaţi în staţiuni unde rezerva de apă, impli-cit precipitaţiile, constituie un factor limitativ, cum sunt staţiunile cu pantă accen-tuată, cu sol superficial şi cu rocă la suprafaţă. Selecţia arborilor din staţiuni aşezatecu rezerve de apă suficiente pentru studiul impactului secetei asupra creşterii arbo-rilor, nu este oportună.

În cazul cercetărilor de dendroclimatologie având drept obiectiv reconstituireadinamicii istorice a regimului termic se preferă staţiunile de la limita altitudinală saulatitudinală superioară, unde temperatura reprezintă principalul factor limitativ alcreşterii, alegându-se arborii izolaţi, din plafonul superior, la care efectul proceselorconcurenţiale este minim. Selecţia staţiunii implică limitarea la maximum anumărului de factori, eliminând variabilele irelevante pentru scopul cercetării.

Omogenitatea staţiunii alese determină calitatea seriei cronologice şi relevanţaacesteia pentru obiectul cercetării. Contrar principilor statistice de alegere aleatoarea sondajelor, dendrocronologistul va include acele staţiuni, specii şi arbori care vormaximiza semnalul urmărit, aplicându-se un eşantionaj subiectiv.

Pr incipiul interdatăr i i . Interdatarea poate fi tratată din două puncte devedere: ca principiu fundamental al dendrocronologiei şi ca practică - metodă inte-grată în cercetarea dendrocronologică.

Acest principiul poate fi privit ca un control experimental, care asigură o plasarecorectă în timp a fiecărui inel anual. Conform acestui principiu, fiecare inel anualtrebuie datat şi sincronizat în timp conform anului formării, pentru tot trunchiul,pentru toţi arborii din arboret şi pentru cei din arboretele vecine.

Interdatarea este posibilă deoarece factorii de mediu care au determinat o limi-tare a creşterii sunt similari la toţi arborii dintr-o anumită zonă geografică, semnalulfactorului limitativ fiind decelat în fiecare serie de creştere. De exemplu, este posi-bilă, graţie acestui principiu, datarea unor construcţii vechi, prin compararea şiinterdatarea secvenţelor de inele anuale prelevate din lemnul din construcţie cu oserie cronologică de referinţă pentru zona ecologică respectivă (fig. 3.9.).

Diferitele aspecte pe care le implică acest principiu pot fi sintetizate în şase etapede bază (Douglass, 1941; Fritts, 1976):

1. Compararea vizuală şi statistică şi punerea în evidenţă prin reprezentaregrafică sau simboluri specifice, a diferitelor caracteristici ale inelului anual (lăţimetotală, lăţime lemn timpuriu-lemn târziu, culoare, densitate sau diferenţe de struc-tură anatomică).

2. Dacă un inel anual şi numai unul este format într-un an, cronologia para-metrului luat în calcul este aceeaşi în toţi arborii din zonă, iar numărarea începe cuacest inel. Dacă un inel anual este absent sau există două straturi de lemn timpuriiformate în acelaşi an, cronologia începe după sau înainte de acest an. Acest tipar delucru este adeseori dificil, necesitând analiza unui număr mare de probe, din staţiu-ni diferite.


3. Compararea probelor utilizând prezenţa sau absenţa unei sincronizări întrecarote, respectiv arbori, în vederea identificării unor inele de creştere care pot fi uti-lizate drept repere.

4. Cunoaşterea structurii inelului anual şi a punctelor reper este utilizată pentrucorectarea secvenţelor asincrone, prin introducerea valorilor nule pentru inelelelipsă sau prin combinarea a două straturi într-un singur inel.

5. Compararea, analiza şi corectarea este repetată de mai multe ori, utilizândprobe de creştere diferite. Perioada de timp pentru care se realizează interdatareatrebuie să fie suficient de lungă pentru a include ani în care factorii climatici auconstituit un factor limitativ pentru creşterea arborilor.

6. Etapa finală în interdatare este verificarea cronologiei obţinute prin compara-rea ei cu alte serii cronologice de referinţă din zone geografice apropiate. Aceastăetapă nu este absolut necesară, deoarece variaţia intrinsecă, specifică zonei ecologi-ce analizate, poate estompa variaţia macrozonală.

Dată fiind importanţa acestui principiul în dendrocronologie s-au elaborat şi per-fecţionat, în timp, mai multe metode. Interdatarea direct pe probele delemn, utilizată de Douglass (1941) şi colaboratorii săi, permite unui dendro-cronolog cu vastă experienţă într-o anumită regiune să observe vizual anumitesecvenţe de creşteri anuale pe care le compară, mintal, cu seria de referinţă. Practic,aceasta constă în memorarea unor secvenţe particulare de succesiuni de ineleanuale, utilizate ulterior drept puncte de referinţă. Interdatarea cu ajutorulgraf icelor de t ip “Skeleton plots” , bazată pe faptul că un factor de stress ce

Fig. 3.9. Aplicarea principiului interdatării la datarea unei construcţii (Grissino - Mayer, 2003)Application of crossdating principle to the dating of a construction (Grissino - Mayer,2003)


acţionează asupra creşterii arborelui determină apariţia unor inele de creştere redusefaţă de normal. Reprezentarea grafică a anilor cu creştere redusă, denumiţi anieveniment, permite interdatarea diferitelor serii de creştere prin comparare vizuală(Swetnam et al., 1985; Schweingruber et al., 1990). O altă metodă este inter-datarea cu ajutorul reprezentăr i i graf ice în scară logari tmică a lăţimiiinelului anual, perfecţionată de Huber, foarte frecvent utilizată în laboratoarele dedendrocronologie din Europa şi interdatarea cu ajutorul programelorinformatice (Cropper, 1979; Holmes, 1983; Weber, 1994; Weber, 1995). Dupăinterdatare, seriile de creştere pot fi utilizate pentru elaborarea unei serii dendro-cronologice de referinţă, posibil a fi utilizată ulterior la datare.

Pr incipiul repetabi l i tă ţ i i . Semnalul de mediu investigat poate fi amplificatşi prin diminuarea zgomotului. Metoda statistică clasică de minimizare a zgomotu-lui într-o serie de date constă în utilizarea mediei aritmetice sau de altă formă, prinprelevarea unui număr de probe mai mare decât o carotă pe arbore şi un arbore peloc de probă. Obţinerea a două sau mai multe probe dintr-un arbore conduce la mi-nimizarea variabilităţii intra - arbore, iar selecţia unui număr mare de arbori pe son-daj, precum şi a unui număr mai mare de sondaje dintr-o zonă ecologică permitereducerea la maximum a zgomotului (fig.3.10.). Astfel, media unui număr mare demăsurători oferă o estimare corectă a climatului deoarece variaţia creşterii anuale,determinată de variaţia factorilor de mediu, comună tuturor arborilor, este extrasăprin intermediul mediilor.

Pr incipiul s tandardizăr i i . Potenţialul de creştere al arborelui, precum şireacţia acestuia la factorii de mediu variază în raport cu vârsta. Variaţia lăţimiiinelului anual nu este guvernată numai condiţiile de mediu, ci este influenţată şi deschimbările sistematice în vârsta arborelui, înălţimea prelevării probei, condiţiilemicrostaţionale etc. În studiul şi elaborarea seriilor dendrocronologice de referinţă,

Fig. 3.10. Aplicarea principiului repetabilităţii în dendrocronologieApplication of repetability principle in dendrochronology


în care climatul este semnalul investigat, influenţa celorlalţi factori trebuie elimi-nată. Acest lucru se realizează prin standardizare, care constituie o procedură debază în dendrocronologie, considerată drept principiu după uni autori (Fritts, 1976;Grissino-Mayer, 2003) şi constă în transformarea, conform unui algoritm specific,a seriei de creştere, exprimată prin lăţimea inelului anual sau unui alt parametru, înserie de indici de creştere, care reprezintă seria dendrocronologică de bază pentruobţinerea seriilor dendrocronologice de referinţă.

În cercetările de dendroecologie (Fritts, 1976; Fritts şi Swetnam, 1985) se facereferire la încă trei principii: principiul sensibilităţii, principiul calibrării şi veri-ficării şi principiul raportului semnal-zgomot. Aceste principii au aplicabilitatedirectă în dendroecologie şi dendroclimatologie (principiul calibrării şi verificării),iar principiul raportului semnal-zgomot poate fi inclus în categoria metodelor deverificare şi testare a semnificaţiei şi reprezentativităţii seriilor dendrocronologicede referinţă. În dendrocronologie, gradul în care un arbore reacţionează la factoriide mediu este măsurat prin sensibilitatea acestuia (Fritts, 1976; Schweingruber,1996). Sensibilitatea arborelui depinde de specie şi poate fi observată prin analizavizuală a unei secvenţe de inele anuale şi cuantificată prin indicatori statistici, cons-tituind o măsură a potenţialului dendrocronologic al arborelui respectiv.Sensibilitatea este reflectată, de exemplu, prin variaţia lăţimii inelului anual (fig.3.11. a, b) sau a densităţii acestuia (fig. 3.11. c, d). Aplicarea acestor principii încercetările de dendrocronologie şi în disciplinele derivate constituie o cerinţă oblig-atorie şi absolut necesară a reuşitei şi a valabilităţii rezultatelor şi concluziilor

Fig. 3.11. Variaţia sensibilităţii inelului anual: a - sensibilitate redusă, exprimată prin variaţialăţimii inelului anual; b - sensibilitate ridicată, exprimată prin variaţia lăţimii inelu-lui anual; c - sensibilitate redusă exprimată prin variaţia densităţii inelului anual; d -sensibilitate ridicată exprimată prin variaţia densităţii inelului anualVariability of tree-ring sensitivity: a - low sensitivity expressed by the tree-ring widthvariability; b - high sensitivity expressed by the tree-ring width variability; c - low sen-sitivity expressed by the tree-ring density variability; d - high sensitivity expressed bythe tree-ring density variability

Metodica elaborãrii seriilor dendrocronologice de referinţã 39

4. Metodica elaborării seriilor dendrocronologice de referinţă

Dendrocronologia şi disciplinele derivate constituie discipline ştiinţifice deinvestigare a aspectelor spaţiale şi temporale ale proceselor din sfera largă a şti-inţelor mediului, şi nu numai (arheologie, istorie etc.), operând la scară anuală şimultiseculară. Seria dendrocronologică este definită ca o serie de timp privind unparametru al inelului anual (lăţime totală, lăţime lemn timpuriu sau lemn târziu,densitate etc.), măsurată şi transformată prin metode specifice - standardizare - în-tr-o serie de indici. O serie dendrocronologică de referinţă pentru o anumită specieşi zonă ecologică poate fi definită ca fiind o serie de indici de creştere care conţinesemnalul climatului macrozonal, putând fi utilizată pentru datare, reconstituireaistorică a climatului etc. Modul de utilizare şi posibilităţile de elaborare a seriilordendrocronologice de referinţă multiseculare şi milenare este sugestiv redată înfigura 4.1.:

Fig. 4.1. Elaborarea de serii dendrocronologice de referinţă (după English Heritage, 1998)The building of maters dendrochronological series (after English Heritage, 1998)


Dezvoltarea rapidă a dendrocronologiei având drept rezultat elaborarea unuinumăr mare de serii dendrocronologice de referinţă pentru diferite zone geograficede pe mapamond a condus la înfiinţarea în 1974 a Băncii Internaţionale deDendrocronologie - ITRDB - International Tree-Ring Data Bank ca organizaţieprofesiona-lă, ca bancă de date pentru toate tipurile de date dendrocronologice cusediul iniţial la Laboratorul de dendrocronologie din Tucson - Arizona - S.U.A. Din1990 în cadrul Programului Paleoclimatic al Administraţiei Naţionale a Oceanelorşi Atmosferei - N.O.A.A. - Paleoclimatology Program of the National Oceanic andAtmospheric Administration a fost stabilit drept centrul mondial al datelor de den-drocronologie având sediul la National Geophysical Data Center (N.G.D.C.) înBoulder, Colorado, S.U.A.

Scopul acestei organizaţii internaţionale este de a facilita schimbul de date şiserii cronologice interdatare şi verificate, de înaltă calitate ştiinţifică. Acceptareaunei serii dendrocronologice în cadrul acestei baze de date internaţionale estecondiţionată de respectarea principiilor şi metodelor standardizate şi internaţionali-zate privind elaborarea seriilor dendrocronologice. ITRDB pune la dispoziţie un setcomplet de programe de analiză, verificare şi testare a datelor dendrocronologicecare acoperă aproximativ întreg spectrul informatic necesar elaborării de serii den-drocronologice de referinţă (Cook et al., 1997).

Elaborarea unei serii dendrocronologice de referinţă, conformă cu cerinţeleITRDB, necesită parcurgerea unor etape obligatorii (fig. 4.2.).

Elaborarea de serii dendrocronologie de referinţă pentru principalele speciiforestiere şi zone ecologice ale României şi integrarea acestora în sistemul inter-naţional trebuie şi constituie o prioritate a cercetării ştiinţifice fundamentale dindomeniul ştiinţelor mediului şi implicit al silviculturii.

4.1. Criterii de alegere a zonelor de studiu şi a arborilor

Alegerea şi amplasarea suprafeţelor de probă. Criteriile de alegere asondajelor constituie o problemă fundamentală pentru reuşita şi valabilitateacercetărilor din domeniul dendrocronologiei. Aceste criterii sunt determinate înprincipal de obiectivele cercetării. Criteriile de selecţie a staţiunilor, speciilor şi aarborilor de sondaj sunt diferite, de exemplu, când se urmăreşte elaborarea de seriidendrocronologice de referinţă (obiectivul este maximizarea semnalului macrocli-matic) în comparaţie cu o cercetare dendrocronologică privind dinamica structuriiunui ecosistem forestier (se urmăreşte maximizarea semnalului perturbărilor endo-şi exogene). Principalul obiectiv la care trebuie să răspundă criteriile de selecţie estereprezentat de maximizarea semnalului investigat şi minimizarea celorlalte sem-nale. În situaţia iniţierii unor cercetări de altă natură (dendroecologice, dendrocli-matologice, dendrohidrologice etc.), parte din criteriile cu caracter general semenţin, ele fiind completate cu alte criterii specifice.


Zonele ecologice cu potenţial den-drocronologic ridicat sunt regiunile încare unul dintre factorii climatici cons-tituie factor limitativ determinând vari-aţii semnificative ale inelului anual(lăţime, structură etc.). Aceste zone suntsituate, în special, la limita arealuluispeciei investigate, în condiţii staţionaleextreme: stepă şi silvostepă, zone alpineşi subalpine etc.). Se aleg acele zone încare semnalul climatic este maxim, iarcelelalte semnale respectiv D1t şi D2tdeterminate de perturbări endo- şi exo-gene sunt minime (fig. 4.3.).

Regiunile cu condiţii optime decreştere nu sunt favorabile investiga-ţiilor de elaborare a seriilor dendro-cronologice de referinţă. În aria destudiu aleasă se pune problema alegeriipunctelor de sondaj, fiind necesarărespectare unui set de principii care săasigure fezabilitatea datelor, respectiv:se aleg staţiunile în care competiţiaintraspecifică este redusă sau inexisten-tă - arbori izolaţi, evitându-se zonele cuperturbări locale - culoare de avalanşe,doborâturi produse de vânt, atacuri deinsecte, incendii etc.. De asemenea seevită zonele cu condiţii microstaţionaleparticulare - exces de umiditate, urmă-rindu-se omogenitatea sondajului, careconduce la creşterea calităţii seriei den-drocronologice.

În ceea ce priveşte alegerea specii-lor, toate speciile care prezintă creştereradială alternantă (sezon de vegetaţie -sezon de repaus) sunt potenţial investi-gabile pentru elaborarea de serii den-drocronologice dacă realizează ineleanuale distincte, au caracteristici ale

Fig. 4.1. Succesiunea operaţiilor de elabo-rarea a unei serii dendrocronologiceOperations succesion of the elabora-tion of a dendrochronological series


inelului anual care pot fi utilizate în interdatarea dendrocronologică şi ating o vârstăsuficient de înaintată necesară utilizării pentru interdatare şi datare.

Într-o zonă ecologică aleasă se va proceda la extragerea probelor de creştere,conform principiului repetabilităţii, de la un număr de 15 - 25 de arbori (Fritts,1976, Schweingruber et al., 1990), care asigură maximizarea semnalului macrocli-matic. Includerea în sondaj a unui număr mai mare de arbori conduce la o uni-formizare a variaţilor interanuale şi o reducere semnificativă a reprezentativităţiiseriei dendrocronologice. În cazul unui număr mai mic de arbori există risculincluderii în seria dendrocronologică de indici de creştere, a unei proporţii ridicatedin variabilitătea interarbori, denaturând seria de indici.

Creşterea radială variază atât de la un arbore la altul cât şi în raport cu poziţia petrunchi a sondajului. Criteriile de alegere a arborilor de probă variază foarte mult înraport cu obiectivele studiului, având o pondere ridicată în relevanţa rezultatelor.Astfel, în cazul studiilor privind dinamica avalanşelor se aleg arborii care prezintăvătămări mecanice, pentru analiza dendroecologică a impactului poluării asupracreşterii arborilor se aleg arbori din diferite clase de vătămare. Pentru elaborareaseriilor dendrocronologice de referinţă se aleg arbori sănătoşi, din clasa Kraft 1, pre-dominanţi (impactul concurenţei este minim), evitându-se exemplarele cu coroanădeformată, asimetrică (fig. 4.4.).

Din fiecare arbore se vor extrage minim două carote, evitându-se prelevarea pro-belor din zone cu lemn de reacţiune sau compresiune sau cu defecte de structură şiformă (fig. 4.5.).

Pentru fiecare sondaj şi arbore de probă se vor înregistra o serie de parametriprivind condiţiile generale şi particulare de creştere: localizarea spaţială şi tempo-rală a sondajului (denumire sondaj; data colectării probelor; nume şi funcţie per-soanei care a efectuat sondajul; specia - denumire latină şi populară; ţara; lati-tudinea; longitudinea), parametri staţionali (altitudine; expoziţia; topografie; pantă;substrat; sol - tip, grosime; compoziţia floristică), date privind probele recoltate (tip

Fig. 4.3. Zone cu potenţial dendrocronologic ridicatAreas with high dendrochronological potential


Fig. 4.4. Arbori selecţionaţi pentru cercetări dendrocronologiceTrees selected for dendrocronological studies

Fig. 4.5. Secţiune la un trunchi de molid cu rană veche produsă de vânatCross-section from Norway spruce stem with old scar caused by deer fraying


de probă - carote, rondele; sursa probei - arbore viu, arbore uscat, resturi deexploatare inclusiv cioate, lemn arheologic; număr de arbori din sondaj, număr decarote pe arbore), parametri biometrici ai arborilor din sondaj (înălţime; diametru;înălţime elagată; înălţimea până la prima ramură verde; diametrul coroanei;defecte), date privind carotele prelevate (orientare; înălţime; sondare până la mădu-vă sau nu). Aceste cerinţe minime privind condiţiile staţionale sunt cerute de cătreITRDB pentru acceptarea seriilor dendrocronologice. Alegerea sondajelor după cri-terii clare şi conforme cu obiectivele studiului permite desfăşurarea în condiţiioptime a cercetărilor şi obţinerea unor rezultate fiabile.

F i ş ă r e ţ e a d e n d r o c r o n o l o g i e - R O D E N D R O N E T

Localizare suprafaţă dendrocronologică

Denumire sondaj _________________ Cod sondaj _____________________O.s.________________ U.P. __________________ u.a _________________Latitudine ________ Longitudine _________ Data ______ Specia _______

Parametrii staţionali

Altitudine_________ Expoziţie______ Topografie__________ Panta______Substrat__________________________Sol__________________________Compoziţia floristică ____________________________________________

Date privind probele recoltate

Tip de probă __________________________________________________Sursa probei __________________________________________________Număr de arbori din sondaj _______ Număr de carote per arbore ________


4.2. Prelevarea, prelucrarea şi măsurarea probelor de creştere

Recoltarea şi condi ţ ionarea probelor. Obţinerea informaţiilor privindcreşterea radială a arborilor se poate realiza fie prin recoltarea de probe de creşterede la arbori, fie prin utilizarea metodelor şi instrumentelor de măsurare directă acreşterii radiale - dendroauxometre, dendroauxografe etc. Această ultimă categoriede metode de măsurare a creşterii radiale are o aplicabilitate redusă în dendro-cronologia clasică având însă un rol important în unele cercetări dendroecologice.Prelevarea de probe de creştere, în vederea măsurării parametrilor inelelor anuale,se poate realiza prin mai multe metode: (1) metode dis t ruct ive prin doborâreaarborilor şi prelevarea de rondele de la diferite înălţimi; (2) metode nedis t ruc-t ive cum este metoda carotelor, care reprezentată de probe de creştere prelevate cuburghiul Pressler şi (3) metode moderne de măsurare a variaţiei densităţii prinultrasunete şi metode tomografice.

Cea mai utilizată, este metoda carotelor prelevate cu burghiul Pressler. Pentruobţinerea unor probe de creştere relevante din punct de vedere dendrocronologiceste necesară, ţinând cont de dimensiunile arborilor studiaţi, utilizarea unor burghiede creştere de dimensiuni relativ mari (40-80 cm), cu două începuturi pentru răşi-noase şi cu trei începuturi pentru foioase. Carotele astfel recoltate sunt transportateşi păstrate în tuburi speciale, din hârtie sau plastic, asigurându-se uscarea lentă aacestora. După uscare, probele de creştere se montează pe suporţi speciali de lemn,prin lipire cu adezivi. Acest sistem de prindere a carotelor permite o prelucraremecanică eficientă a probelor, precum şi o păstrare sigură a acestora.

Carotele montate pe suporţi se şlefuiesc cu ajutorul unor discuri abrazive, cugranulaţie variabilă (de la grosieră la fină), punând în evidenţă mai bine structurainelelor anuale. Pentru speciile la care vizualizarea inelelor anuale este dificilă, sepot aplica tratamente chimice, de accentuare a contrastului dintre lemnul timpuriuşi lemnul târziu sau prin aplicarea unui strat de ulei de in. Prelucrarea rondelelor serealizează prin procedee similare, acordându-se o atenţie deosebită la uscarea pro-belor după recoltare. Pentru a se evita crăparea rondelelor, datorită uscării rapide, sevor depozita în spaţii deschise, cu o ventilaţie foarte bună, timp de 2-3 săptămâni.

Măsurarea lăţ imii inelului anual . Creşterea anuală a arborilor poate fianalizată din punct de vedere al variabilităţii în timp a lăţimii totale a inelului anual,al lăţimii inelului anual diferenţiată în raport cu lemnul târziu şi lemnul timpuriu, aldensităţii şi structurii precum şi din punctul de vedere al compoziţiei chimice.

Metodele de măsurare a acestor parametrii ai inelului anual variază de la simplaanaliză vizuală a caracteristicilor generale ale inelului anual la metode sofisticate,cum sunt analiza densitometrică cu raze X, analiza de imagine sau tehnicile spec-trometrice. Metodele moderne de analiză dendrocronologică, respectiv cele bazatepe studiul variaţiei concentraţiei diferiţilor compuşi chimici sau datarea cu C14 saucu alţi izotopi sunt condiţionate de o aparatură extrem de sofisticată şi costisitoare,


limitând cercetările în această direcţie.Măsurarea lăţimii inelului anual, diferenţiată sau nu în raport cu lemnul târziu şi

timpuriu, se poate realiza prin mai multe metode: măsurarea lăţimii inelului anualcu ajutorul unei rigle sau şubler, utilizând metoda valorilor individuale sau cumu-late; măsurarea lăţimii inelului anual la binocularul cu scăriţă; metode semiautoma-tizate de măsurare având la bază sisteme optice de tip microscop combinate sau nucu sisteme informatice şi sisteme informatice integrate automate sau semiautomatede măsurare a lăţimii inelului anual bazate pe tehnicile de analiză de imagine (Guayet al., 1992; Schou şi Rytter, 1992).

În cadrul Staţiunii Experimentale de Cultura Molidului CâmpulungMoldovenesc a fost pusă la punct o metodă de măsurare a lăţimii inelului anualbazată pe scanarea carotei şi determinarea grosimii inelului anual prin intermediulunor coeficienţi de calibrare (Cenuşă, 1996). Ulterior, metoda a fost îmbunătăţităprin integrarea ei într-un sistem informatic semiautomat de măsurare a lăţimii inelu-lui anual rezultând aplicaţia informatică CAROTA 2.1., versiune ce constituie o per-fecţionare a programului CAROTA 1.0. (Popa, 1999). Principul utilizat lamăsurarea lăţimii inelului anual include această metodă în categoria metodelorbazate pe scanare şi analiză de imagine. Implementarea informatică a acesteimetode de măsurare semiautomată s-a realizat în limbajul de programare VBA -Visual Basic for Applications, fiind constituită ca un modul Add-ins pentruMicrosoft Excel. Echipamentele hardware necesare pentru utilizarea în condiţiioptime a programului CAROTA: scaner cu rezoluţie peste 300 dpi, calculator dingeneraţia 486 sau superior, iar echipamentele soft: Windows 95 sau superior,Microsoft EXCEL 97 sau superior.

Măsurarea semiautomată a lăţimii inelului anual cu ajutorul programului CARO-TA presupune parcurgerea mai multor etape (fig. 4.6.). Într-o primă etapă se pro-cedează la măsurarea lungimii reale, în milimetri, a zonei care urmează a fi ana-liza-tă, cu ajutorul unui şubler sau cu o riglă gradată de precizie. Probele de creştere(carote sau rondele) se scanează, salvând imaginea în format grafic de tip Bitmap(*.bmp) sau JPEG (*.jpg). Această etapă este independentă de programul CARO-TA, punând fi efectuată în orice aplicaţie grafică, permiţând prelucrea acestora dinpunct de vedere al contractului, raportului dintre culori etc. A doua etapă se real-izează în cadrul programului CAROTA, fiind necesară parcurgerea următoarelorfaze de lucru:

- se deschide aplicaţia Microsoft Excel;- se porneşte programul CAROTA din mediul Carota - Măsurare;- se alege fişierul unde se află scanată carota sau rondeaua care urmează a fi

măsurată;- se identifică limitele dintre inelele anuale şi se transmit programului prin clik

de mouse;


- se introduc parametrii de calcul: anulrecoltării, lungimea reală a zoneimăsurate (în mm), codul probei;- se alege una dintre opţiunile urmă-toare: corecţie date; nouă carotă; ter-minare;- dacă este cazul, se procedează la apli-carea unui corecţii pentru inelele careprezintă un unghi de înclinare faţă deverticala de măsurare semnificativ seintroduce numărul de ani pentru care seva realiza corecţia şi unghiul mediu deînclinare.

Rezultatele măsurătorilor suntprezentate sub formă tabelară într-ofoaie de lucru Microsoft Excel, putândfi supuse, ulterior, altor prelucrări.Precizia de măsurare a lăţimii ineleloranuale este de 0,01 mm. Preciziamăsurătorilor şi eficienţa programuluicresc în raport cu acurateţea scanării,rezoluţia scanerului, precum şi în raportcu prelucrările ulterioare ale fişierelorgrafice, cu experienţa operatorului înidentificarea inelelor anuale etc.

Programe informatice similare demăsurate a lăţimii inelului anuale printehnici de analiză de imagine sunt: Win-Dendro (Regent Instruments, 2003),CooRecorder (Cybis Elektronik, 2003),DendroLab (IEH-Elektronik GmbH,2003). Programele informatice de pre-lucrarea datelor de creştere din pachetul

de programe DLP (Dendrochronological Library Programs) (Grissino-Mayer et al.,1996; Cook et al., 1997) necesită prezentare datelor iniţiale într-un format specific.În acest scop, în programul CAROTA a fost implementată o rutină care permite con-versia datelor din forma CAROTA în format ITRDB (an, valoare) şi invers. În ved-erea obţinerii unor date în alte formate se recomandă utilizarea programului FMT,din cadrul librăriei DLP.

Fig. 4.6. Succesiunea operaţiilor de măsurarea lăţimii inelului anual cu programulCAROTA 2.1Operations succesion for measure-ments of tree-ring width withCAROTA 2.1.


4.3. Prelucrarea statistică a seriilor de creştere

Indicator i s ta t is t ic i de caracter izare a variaţ ie i lă ţ imii ineluluianual . Lăţimea inelului anual, limitat în mare parte de variaţiile factorilor demediu, este variabilă de la an la an după legităţi mai mult sau mai puţin aleatorii.Descrierea seriilor de timp reprezentate de variaţia temporală a lăţimii ineleloranuale se realizează prin intermediul unui ansamblu de indicatori statistici stan-dardizaţi şi consacraţi pe plan internaţional.

Principalii indicatori statistici cu relevanţă în analiza dendrocronologică sunt(Fritts, 1976; Schweingruber, 1996; Briffa şi Jones, 1990):

- lungimea seriei dendrocronologice - numărul de ani cuprinşi în seria de timpanalizată;

- media aritmetică - exprimă valoarea medie a caracteristicii analizate - lăţimea

inelului anual;unde: x - media artimetică;

xt - lăţime inel anual din anul t;n - număr total de ani din seria dendrocronologică.

- varianţa - exprimă gradul de variabilitate a seriei dendrocronologice;unde: sx

2 - varianţa;x - media aritmeticăxt - lăţime inel anual din anul t;n - număr total de ani din seria dendrocronologică.

- abaterea standard - măsoară gradului de abatere a valorilor individuale de lamedia aritmetică exprimată în unităţi de măsură identice cu parametrul ana-lizat;

(4.1.)

(4.2.)

(4.3.)


unde: sx - abaterea standard;x - media aritmeticăxt - lăţime inel anual din anul t;n - număr total de ani din seria dendrocronologică.

- sensibilitatea medie - parametrul statistic particular cercetărilor de dendro-cronologie, definit de Douglas (1936) ca fiind modificarea procentuală mediea lăţimii inelului anual în raport cu următorul inel anual (Fritts, 1976).Sensibilitatea medie este o măsură a variaţiei anuale a lăţimii inelului anual,şi implicit a potenţialului dendrocronologic al probei. Valorile ridicate alesensibilităţii reflectă influenţa factorilor limitativi de creştere asupra formăriiinelului anual.

unde: msx - sensibilitatea medie;xt - lăţime inel anual din anul t;xt+1 - lăţime inel anual din anul t+1;n - număr total de ani din seria dendrocronologică.

- autocorelaţia de ordinul 1 - constituie o măsură a gradului de autocorelare alăţimii inelului anual din anul t cu inelul anual format în anul t+1;

unde: r1 - autocorelaţia de ordinul 1;x - media aritmetică;xt - lăţime inel anual din anul t;xt+1 - lăţime inel anual din anul t+1;n - număr total de ani din seria dendrocronologică.

Calculul şi analiza acestor indicatori statistici ai seriei de timp reprezentând vari-aţia parametrilor inelului anual prezintă o importanţă deosebită în analiza şi diag-nosticarea seriei dendrocronologice. Indicatorii statistici ne oferă informaţii rele-vante referitoare la gradul de reprezentativitate a seriei dendrocronologice, apotenţialului dendrocronologic (sensibilitatea medie, abaterea standard). Pentru cal-

(4.4.)

(4.5.)


culul acestor indicatori statistici se pot utiliza programe specializate (Fritts, 1963;Aniol, 1983; Grissino-Mayer et al., 1996; Guiot şi Goeury, 1996; Cook et al., 1997)sau programul CAROTA 2.1. care prezintă o serie de algoritmi informatici accesi-bili din meniul Parametr i s ta t is t ic i .

4.4. Elaborarea seriilor dendrocronologice de referinţă

Interdatarea ser i i lor dendrocronologice primare. Interdatarea repre-zintă un principiul fundamental al dendrocronologiei care constă în ajustarea princomparaţie a variaţiei lăţimii inelului anual sau a altei caracteristici structurale laarbori care au crescut în aceeaşi zonă în vederea stabilirii exacte a anului formăriiinelului de creştere. Principiul interdatării sau sincronizării datelor se bazează peexistenţa “anilor caracteristici” care corespund unor condiţii de creştere deosebită(pozitivă sau negativă). Aceşti ani martori ai unor evenimente extreme survenite înviaţa arborelui, constituie un criteriu de sincronizare a seriilor de creştere indivi-duale pentru toţi arborii din aceleaşi condiţii de mediu.

Conceptul de interdatare a seriilor de creştere a fost fundamentat de Douglass(1941), definind interdatarea drept metoda de identificare a unor caracteristici par-ticulare ale inelului anual într-un număr mare de arbori.

Interdatarea seriilor dendrocronologice se poate realiza prin mai multe metode.O primă metodă este analiza directă a probei de lemn, utilizată de Douglas şi dis-cipolii săi. Un dendrocronolog cu experienţă într-o anumită zonă geografică care aprocedat la analiza a unui număr foarte mare de serii de creştere poate realiza inter-datarea unei noi serii de inele anuale prin comparaţia vizuală a acesteia cu seriile dereferinţă pentru zonă pe care le-a memorat. Metoda graficelor “schelet” “SkeletonPlots” este metoda cea mai uzitată în cercetările de dendrocronologie, principiulcare stă la baza acesteia constând în faptul că un factor de stress asupra creşteriiarborelui determină apariţia unor inele de creştere reduse faţă de normal. Prinreprezentarea grafică a anilor cu creştere redusă - denumiţi ani eveniment - se poaterealiza prin comparare vizuală interdatarea diferitelor serii de creştere (fig. 4.7.).

Interdatarea pe baza lăţimii măsurate a inelului anual constă în reprezentareagrafică a lăţimii inelului anual, utilizând scara liniară sau logaritmică pentru variaţialăţimii inelului de creştere, şi analiza vizuală a curbelor de creştere cu identificareaanilor caracteristici şi sincronizarea seriilor. Această metodă permite o informati-zare ridicată (fig. 4.8). Interdatarea automată cu ajutorul programelor informaticepresupune utilizarea unor algoritmi performanţi de analiză şi identificare a anilorasincroni din mai multe serii de creştere (Holmes, 1983; Grissino-Mayer, 1996;Cook et al., 1997).

O metodă perfecţionată a metodei graficelor schelet, cu aplicabilitate mai ales îndendroecologie, este propusă de Schweingruber et all. (1990). Metoda constă în


identificarea a unei serie de indicatori de interdatare şi reprezentarea grafică prinsemne convenţionale respectiv (Schweingruber, 1996):

- i n d i c a t o r i r e f e r i t o r i l a o s i n g u r ă s e r i e d e c r e ş t e r e :- inel caracteristic - reprezintă anul în care creşterea radială este evident mai

redusă sau mai mare decât valoarea medie a lăţimii inelelor de creştere(fig. 4.9.);

- perioadă de creştere bruscă - reprezintă o succesiune de inele caracteristicepozitiv sau negativi (fig. 4.10.);

- i n d i c a t o r i i r e f e r i t o r i l a u n g r u p d e s e r i i d e c r e ş t e r e s u n t :- an caracteristic - reprezintă anul pentru care majoritatea arborilor dintr-un

grup prezintă un cerc caracteristic de aceeaşi natură (pozitiv sau negativ);

Fig. 4.7. Interdatarea seriilor dendrocronologice prin metoda graficelor schelet (după Swetnamşi Thompson, 1985)Cross-dating of dendrochronological series using Sckeleton plots method (afterSwetnam and Thompson, 1985)

Fig. 4.8. Interdatarea seriilor dendrocronologice prin metoda reprezentării grafice, în scarălogaritmică, a lăţimii inelului anualCross-dating of dendrochronological series using the graphical representation, inlogarithmic scale, of tree-ring width


- valoare caracteristică - reprezintă valoarea medie sau singulară a unui aneveniment;

- interval caracteristic - reprezintă o succesiune de ani caracteristici;Reprezentarea grafică a acestor elemente se realizează păstrând următoarele con-

venţii: inelele şi anii caracteristici se reprezintă prin linii verticale, perioadele decreştere bruscă prin linii orizontale, lungimea linilor verticale, respectiv a număru-lui de linii orizontale se determină în raport cu clasele de creştere, care se stabilescîn funcţie de procentul reducerii sau măririi creşterii anuale faţă de valorile de refer-inţă, modificările pozitive se reprezintă pe axa pozitivă, iar cele negative pe axanegativă. Stabilirea procentului de modificare a creşterii se realizează în raport cu operioadă de referinţă, care poate fi: perioada iniţială de creştere, perioada cu creştereconsiderată normală, valoarea creşterii medii a seriei cronologice (fig. 4.11.).

Determinarea frecvenţei, a intensităţii anilor şi a intervalelor caracteristice saueveniment se poate realiza în două moduri: prin valori neponderate, în care lun-gimea liniei verticale, în cazul anilor caracteristici, sau a numărului de linii orizon-tale, în cazul perioadelor de creştere bruscă, este dată de proporţia seriilor indivi-duale în care este prezentă caracteristica luând în calcul numai frecvenţa inelelorcaracteristice şi prin valori ponderate, situaţie în care lungimea liniei verticale încazul anilor caracteristici sau a numărului de linii orizontale în cazul perioadelor decreştere bruscă este dată de proporţia seriilor individuale ponderată cu intensitateaevenimentului în care este prezentă caracteristica luând în calcul atât frecvenţainelelor eveniment, cât şi intensitatea lor.

Utilizarea inelelor şi a anilor caracteristici, mai ales în studiile de dendroecolo-gie, permite analiza spaţială şi temporală a variaţiei factorilor de mediu, permiţândidentificare unor ani sau perioade în care aceştia au un caracter limitativ. Verificareafiabilităţii interdatării se realizează cu programul COFECHA (Holmes, 1983;

Fig. 4.10. Perioadă de creştere bruscă (a - negativă; b- pozitivă)Abrupt growth period (a - negative; b - positive)

Fig. 4.9. Inele caracteristice (a - negativ; b - pozitiv)Event years (a - negative; b - positive)


Grissino-Mayer et al., 1996; Cook et al., 1997).Standardizarea ser i i lor de creştere .Standardizarea seriilor cronologice

este o metodă clasică în dendrocronologie şi se bazează pe principiu separării fac-torului studiat de “bruiajul de fond”, care îi este inevitabil asociat (Fritts, 1976;Cook et al, 1990).

Standardizarea reprezintă procedura de transformare a seriei cronologice repre-zentând un parametru al inelului anual într-o serie de indici prin extragerea unui

Fig. 4.11. Interdatarea seriilor dendrocronologice prin intermediul inelelor şi anilor caracteris-tici (prelucrare după Schweingruber et al.,1990)Cross-dating of dendrochronological series using event years (after Schweinbrugeret al., 1990)


anumit semnal, cel mai adesea semnalul climatic Ct.Analiza semnalelor componente ale modelului agregat al inelului anual permite

gruparea semnalelor At, D1t şi D2t într-un semnal comun Gt, numit curba de creşteregenerală, sub influenţa factorilor perturbatori endo- şi exogeni. Această grupare asemnalelor este recomandată în cazul studiilor privind elaborarea seriilor dendro-cronologice de referinţă, permiţând separarea semnalului climatic general - Ct.Extragerea acestui semnal macroclimatic se realizează prin standardizare.

Prin standardizare se realizează o transformare a seriei de creştere nestaţionareîntr-o serie de indici staţionară cu medie 1 şi varianţă relativ constantă. Obţinereaindicilor de creştere se poate realiza fie prin raportarea seriei de creştere iniţiale lacurba de creştere generală fie prin diferenţă.

Uzual se recomandă utilizarea metodei raportării, respectiv:

unde: It - indicele de creştere din anul t;Rt - lăţimea inelului anual din anul t;Gt - valoarea estimată prin curba de creştere din anul t.

Problema esenţială în standardizarea datelor cronologice referitoare la caracte-risticile inelului anual o constituie alegerea metodei, respectiv a curbei optime deestimare a semnalului Gt. În literatura de specialitate sunt recomandate un numărmare de algoritmi, care se pot grupa în trei categorii: metode grafice; metode deter-ministice şi metode stohastice.

Metodele grafice au o aplicabilitate relativ redusă, în condiţiile actuale aletehnicii de calcul, cea mai cunoscută fiind metoda coridorului.

Metodele deterministice realizează netezirea funcţiei de creştere prin uti-lizarea unui model matematic definit a priori. Creşterea radială este definită ca orelaţie funcţională de tipul:

ignorând semnale D1t şi D2t.Metodele stocastice sunt mult mai adaptive, considerând curba de creştere

generală de forma:

Metodele deterministice utilizează o funcţie matematică pentru ajustarea sem-nalului Gt, metoda de cuantificare a parametrilor modelului fiind metoda celor maimici pătrate. Aceste metode deterministice sunt recomandate în cazul serilor decreştere unimodale, în care influenţa semnalelor perturbatoare lipseşte sau este

(4.6.)

(4.7.)

(4.8.)


redusă. Principale tipuri de modele deterministice utilizate în standardizare pot fisintetizate astfel:

- modelul liniar (fig. 4.12.):- model exponenţial negativ (fig. 4.13.):- modelul polinomial (fig. 4.14.).- parabola logaritmică (funcţia lui Backman).Modelul polinomial, spre deosebire de celelalte modele deterministice, este mul-

timodal, permiţând o surprindere a influenţei semnalelor perturbatoare. Aceastămetodă de estimare a trendului curbei de creştere nu se bazează însă pe un modelde creştere “a priori” definit pe baze biologice, de aceea se recomandă, pe cât posi-

Fig. 4.12. Standardizarea seriei de creştere cu modelul linearThe standardization of growth curve with the linear model

(4.9.)

(4.10.)

(4.11.)


bil, evitarea utilizării sale în standardizarea seriilor cronologice. Date fiind ineren-tele limitări ale modelelor deterministice în extragerea semnalelor stocastice de joa-să frecvenţă datorate perturbărilor, frecvent întâlnite în serii de creştere, metodelestocastice de standardizare se dovedesc eficiente. Metodele stocastice sunt mult maiflexibile, făcând apel la funcţii complexe definite “a posteriori” (curbe de netezire).În dendrocronologie, şi-au găsit o largă aplicare următoarele modele stocastice:metoda de netezire exponenţială (fig. 4.15.) şi modelul autoregresiv sau modelulAR-MA - model autoregresiv integrat cu modelul mediei mobile (fig. 4.16.).

Fig. 4.13. Standardizarea seriei de creştere cu modelul exponenţialThe standardization of growth curve with the exponential model

(4.12.)


O metodă particulară de standardizare a seriilor de timp referitoare la lăţimeainelului anual este aplicată în Franţa (Dupouey et al., 1993; Lebourgeois, 1997;Becker, 1987; Becker et al., 1995), respectiv metoda curbei de vârstă regionale.Aceasta constă în determinarea, în baza unui număr foarte mare de date, a uneicurbe de creştere regionale standard, pentru fiecare specie. Prin raportarea sau dife-renţierea dintre curba de creştere regională şi seria dendrocronologică, se obţineseria de indici de creştere.

Aplicarea metodelor stocastice de standardizare a seriilor dendrocronologicepresupune utilizarea unor programe informatice specializate. Alegerea şi aplicareaunei metode adecvate de standardizare asigură maximizarea semnalului investigat

Fig. 4.14. Standardizarea seriei de creştere cu modelul polinomialThe standardization of growth curve with the polinomial model


în seria de indici de creştere obţinută. În timp, s-a cristalizat în sfera cercetărilordendrocronologice tehnica standardizării seriilor de creştere în două etape: o primăstandardizare constă în ajustarea seriei de creştere prin intermediul unei funcţiideterministe de tip exponenţial negativ sau liniar, care conduce la eliminarea sem-nalului At. Seria de indici de creştere primari este standardizată, în faza a doua, prinaplicarea unei funcţii spline având o lungime a fazei în raport cu mărimea seriei detimp, eliminându-se influenţa factorilor perturbatori exo- şi endogeni.

Practic, pentru standardizarea seriilor de creştere şi a calculului seriei dendro-cronologice, se utilizează programul ASTRAN (Fritts et al., 1969; Grissino-Mayeret al., 1996; Cook et al., 1997), aplicându-se o primă standardizare pentru elimi-

Fig. 4.15. Standardizarea seriei de creştere prin modelul de netezire exponenţialăThe standardization of growth curve with exponential smoothing model


narea influenţei vârstei, cu o funcţie exponenţială negativă sau liniară, rezultând oserie de indici primari. În vederea eliminării semnalului datorat factorilor perturba-tori endogeni şi exogeni ecosistemului se aplică o a doua standardizare prin inter-mediul unei funcţii spline cubică cu o lungime a perioade egală cu 2/3 din lungimeaseriei. Lungimea perioadei de oscilaţie a funcţiei spline se alege astfel încât să asi-gure o maximizare a raportului semnal - zgomot (Cook et al., 1990). Calculul indi-cilor de creştere cu programul ASTRAN se poate realiza, la alegere, prin diferen-ţiere sau prin raport între creşterea reală şi cea estimată prin funcţia de standardi-zare.

Est imarea ser ie i dendrocronologice t ip . După ce fiecare serie de

Fig. 4.16. Ajustarea seriei de creştere cu modelul AR-MA (AR(1) MA(1))The standardization of growth curve with AR-MA (AR(1) MA(1)) model


creştere a fost inderdatată şi transformată în serie de indici prin standardizare se pro-cedează la obţinerea seriei dendrocronologice de referinţă pentru staţiunea respec-tivă. În literatura de specialitate sunt descrise trei metode de obţinerea a seriei mediide indici de creştere: media aritmetică, media biponderată şi valoarea medie calcu-lată prin intermediul distribuţiei frecvenţelor indicilor individuali pentru fiecare an.Ultima metodă are o aplicabilitate mai redusă datorită complexităţii algoritmului decalcul. Metoda clasică de estimare a semnalului comun este reprezentată de calcul-ul medie aritmetice a serilor de indici de creştere, conform relaţiei:

unde It reprezintă indicele mediu în anul t;

Iti - indicele din anul t pentru serie i;n - numărul de serii de indici.

În cazul în care există valori extreme, utilizarea mediei aritmetice nu se reco-mandă, deoarece nu realizează o estimaţie minimă a varianţei. Pentru astfel decazuri se recomandă media robustă biponderată, care permite o reducere a influenţeivalorilor extreme. Calcularea mediei robuste biponderate se realizează prin iteraţie,după relaţia (Cook et al., 1990):

unde: It* reprezintă indicele mediu intermediar pentru anul t;

wt - ponderea pentru anul t;c - constantă (6 sau 9);St* - mediana abaterilor absolute (St*= median{|It-It*|})

Pentru calcularea primei iteraţii se utilizează fie media aritmetică, fie mediana.În general, 3-4 iteraţii sunt suficiente pentru minimizarea influenţei valorilorextreme. În situaţia în care autocorelaţia dintre indicii seriei cronologice este ridi-cată, se recomandă utilizarea metodei autoregresive pentru modelarea semnaluluicomun ca un proces ARIMA. Programul ASTRAN realizează calculul seriei den-

(4.13.)

(4.14.)


drocronologice medii, la alegere, prin intermediul mediei aritmetice sau bipondera-te. În urma prelucrărilor statistice, rezultă trei tipuri de serii dendrocronologice:seria dendrocronologică standard - STD - care reprezintă valoarea medie a indicilorde creştere prin aplicarea mediei robuste biponderate, incluzând autocorelaţia din-tre indici de creştere, seria dendrocronologică reziduală - RES - obţinută prin apli-carea unui model autoregresiv la seria dendrocronologică standard în vederea elimi-nării autocorelaţiei şi seria dendrocronologică ASTRAN - ARS - se obţine prin reîn-globarea modelului teoretic autoregresiv în seria dendrocronologică reziduală.

4.5. Testarea semnificaţiei seriilor dendrocronologice

Seriile dendrocronologice de indici de creştere obţinute prin standardizarea seri-lor de creşteri sunt utilizate pentru estimarea seriilor dendrocronologice de referinţă,prin aplicarea metodei mediilor (aritmetice sau biponderate). Această serie dendro-cronologică, standard pentru o anumită specie şi zonă geografică sau ecologică,reprezintă o sumă a semnalului climatic macrozonal general şi a zgomotului statis-tic inerent datorită variabilităţii creşterii anuale, a particularităţilor staţionale şimicrostaţionale, a metodelor de studiu. Acest bruiaj de fond, denumit în teoria sta-tică a seriilor de timp, zgomot alb nu se poate elimina complet prin metodele destandardizare aplicate. O reducere semnificativă a zgomotului se obţine prin calcu-larea valorii medii a indicilor de creştere. Întrebarea care se naşte din aceste con-siderente este: în ce măsură ser ia dendrocronologică de refer inţă cal-culată este reprezentat ivă pentru populaţ ia cronologică sondată?

Pentru a răspunde la această întrebare este necesar a se analiza semnificaţia sem-nalului surprins în seria dendrocronologică, aplicându-se una dintre metodele: ana-liza varianţei, estimarea raportului semnal-zgomot şi corelaţia medie.

Analiza varianţei - ANOVA - este metoda cea mai uzitată în dendrocronologiepentru testarea semnificaţiei seriilor dendrocronologice. Prin intermediul ANOVAse realizează o estimate a semnalului şi a erorii între grupul seriilor de indici stan-dardizaţi, prin măsurarea variabilităţii comune din/şi între arbori. Aplicarea analizeivarianţei la testarea semnificaţiei necesită o procedură complexă, cu posibilităţiridicate de informatizare. Stabilirea ponderii fiecărei componente (sondaj, arbori şicarote) în varianţa totală a seriei dendrocronologice se realizează conform algorit-mului prezentat în tabelul 4.1 (Fritts, 1976; Briffa şi Jones, 1990).

Testarea semnificaţiei seriei dendrocronologice prin analiza varianţei permitesepararea influenţei diferitelor surse de variaţie, respectiv a variabilităţii comunedin întreagul set de indici de creştere, reprezentată de semnalul macroclimatic, avarianţei datorate eterogenităţii microstaţionale, a variabilităţii arborilor etc.Această metodă măsoară gradul de reprezentativitate şi relevanţă a seriei dendro-cronologice de referinţă rezultată din media seriilor de indici calculaţi pentru fiecarecarotă, pentru fiecare arbore din fiecare sondaj.

Fundamente metodologice şi aplicaţii de dendrocronologie62Ta

bel.

4.1.

Test

area

sem

nific

aţie

iser

iilor

dend

rocr

onol

ogic

epr

inan

aliz

ava

rianţ

eiTh

ete

stin

gof

dend

roch

rono

logi

cals

erie

ssi

gnifi

canc

eby

varia

nce

anal

ysis


O altă metodă de testare a semnificaţiei constă în utilizarea coeficienţilor decorelaţie dintre toate seriile de indici luaţi în calculul seriei dendrocronologice dereferinţă, rezultând astfel o matrice de coeficienţi de corelaţie. În baza acestei matri-ci de coeficienţi de corelaţie se pot calcula o serie de indicatori statistici de corelaţiemedii, care să reflecte ponderea semnalului investigat în seria dendrocronologică.

O primă statistică este coeficientul de corelaţie mediu dintre diferite carote, în şidintre arbori, calculat cu relaţia (Briffa şi Jones, 1990):

unde: rtot - coeficientul de corelaţie medie dintre toate carotele;

rilj - coeficientul de corelaţie dintre lăţimea inelulului anual din anul i şi ldin carota j;

Ntot - numărul total de carote.Estimarea ponderii variaţiei datorate carotei din arbori (variabilitatea din interio-

rul arborelui) este dată de coeficientul de corelaţi mediu dintre seriile de indici decreştere de la acelaşi arbore, calculaţi pentru toţi arborii din sondaj, astfel:

unde: rwt - coeficientul de corelaţie medie dintre seriile de indici de la acelaşi

arbore;rij - coeficientul de corelaţie dintre lăţimea inelului anual din anul i de la

arborele j;Nwt - numărul total de carote.

Valoarea 1-rwt este echivalentul VC(YCT) din analiza varianţei (tabelul 4.1.).Ponderea semnalului dintre arbori este dat de coeficientul de corelaţie calculat întreperechile posibile de serii de indici, astfel:

unde: rbt - coeficientul de corelaţie medie dintre seriile medii de indici de creştere

(4.15.)

(4.16.)


dintre arbori;rtot - coeficientul de corelaţie mediu dintre toate seriile de indici de

creştere;rwt - coeficientul de corelaţie mediu dintre seriile de indici de creştere de

la acelaşi arbore;Ntot - numărul total de serii de indici de creştere;Nwt - numărul total de serii de indici de creştere de la un arbore.

Procentul semnalului comun în toate seriile de indici se calculează în funcţie deraportul dintre semnal şi zgomot după relaţia:unde t reprezintă numărul total de serii de indici de creştere.

Aceste metode de analiză a semnificaţiei seriei dendrocronologice de referinţăconstituie un instrument eficient în analiza a variabilităţii seriilor de indici decreştere de la staţiune la staţiune, de la arbore la arbore şi în interiorul aceluiaşiarbore. Programul ASTRAN realizează o analiză complexă a semnificaţiei statisticea seriilor dendrocronologice, pe perioada comună tuturor seriilor individuale, cal-culând toţi indicatorii statistici prezentaţi anterior, atât pentru seria standard (STD)cât şi pentru cea reziduală (RES).

Dendrocronologia poate fi considerată drept o ştiinţă de interfaţă dintre arbore,prin inelul anual, şi celelalte discipline din domeniul ecologiei, climatologiei, isto-riei etc. Ea oferă tehnicii, metode şi instrumente de analiză, datare şi reconstituireistorică, suficient de precise şi cu acoperire spaţială şi temporală mare.

Prin adaptarea metodelor clasice de elaborare şi analiză a seriilor dendrocrono-logice, obiective specifice fiecărei cercetări, se pot obţin rezultate interesante subraport ştiinţific. Astfel, seriile dendrocronologice elaborate pot servi drept materialde studiu pentru analiza dinamicii perturbaţiilor, sub forma seriilor medii de creştereşi a seriilor de indici primari de creştere, a variabilităţii spaţiale a reacţiei la modi-ficarea factorilor de mediu sau a relaţiei climat-arbore.

(4.17.)

(4.18.)

Serii dendrocronologice din reţeaua RODENDRONET 65

5. Serii dendrocronologice din reţeaua RODENDRONET

Reţelele de suprafeţe de dendrocronologie oferă posibilitatea integrării compo-nentei temporale cu cea spaţială, oferind un suport spaţial cercetărilor de reconsti-tuire a dinamicii istorice a climatului. La nivel internaţional există implementatereţele de dendrocronologie constituite dintr-un număr foarte mare de serii dendro-cronologice (fig. 5.1.). Astfel în baza de date internaţională - ITRDB - sunt înregis-trare peste 3300 de serii dendrocronologice.

La nivel european reţeaua de dendrocronologie, existentă în circuitul inter-naţional, cuprinde peste 500 serii dendrocronologice, localizate mai ales în parteade vest şi nord a continentului (fig. 5.2). La nivelul lanţului carpatic sunt prezentenumai trei serii dendrocronologice pentru molid, elaborate de Schweingruber(1985).

Primele serii dendrocronologice pentru pădurile din România au fost elaboratede Schweingruber (1985) pentru molid, pentru trei zone din Carpaţi: Giumalău,Făgăraş şi Novaci, privind lăţimea inelului anual şi densitatea lemnului. Ulterior aufost elaborate serii dendrocronologice pentru molid şi brad în zona Sinaia, Slătioara(Suceava), Braşov, Azuga, Sibiu (Alexandrescu, 1995). Serii dendrocronologicepentru speciile de cvercinee (stejar, gorun, cer, gârniţă) au fost realizate pentru zonade vest şi sud a ţării, însă au lungimi maxime cuprinse între 80 şi 150 de ani, nere-liefând adevăratul potenţial dendrocronologic al stejăretelor din România.

Fig. 5.1. Reţeaua mondială de serii dendrocronologice din cadrul ITRDB (ITRDB, 2003)World network of dendrochronological series from ITRDB (ITRDB, 2003)


Tentativele de extindere a seriilor dendrocronologice de la arbori cu cele proveninddin piese de lemn arheologic sunt încurajatoare (Alexandrescu, 1995; Babos şiEggertsson, 2002).

Potenţialul dendrocronologic ridicat al ecosistemelor forestiere din România,coroborat cu o lipsă a integrării cercetărilor româneşti din domeniul în circuitulinternaţional, au constituit elemente determinate pentru factorii de decizie din cer-cetarea silvică, concretizate în includerea în programul naţional de cercetare ORI-ZONT 2000, în cadrul obiectivului fundamental Fundamentarea gest ionări idurabi le a păduri lor pentru potenţarea funcţ i i lor lor ecologice, eco-nomice şi sociale a unui subobiectiv distinct pentru impulsionarea cercetărilordendrocronologice: “Fundamente dendrocronologice , dendrocl imato-logice şi dendroecologice pentru gest ionarea durabi lă a păduri lor” .În cadrul acestui program s-au derulat, în perioada 2000-2002 un număr de 2 temede cercetare vizând elaborarea seriilor dendrocronologice pentru molid, brad şigorun cu aplicabilitate în dendroclimatologie şi dendroecologie, respectiv cercetăriprivind schimbările climatice. În cadrul temei de cercetare “Elaborarea de ser i i

Fig. 5.2. Reţeaua europeană de serii dendrocronologice din cadrul ITRDB (ITRDB, 2003)European network of dendrochronological series from ITRDB (ITRDB, 2003)


dendrocronologice pentru molid, brad şi gorun cu apl icabi l i ta te îndendroecologie şi dendrocl imatologie” au fost elaborate şi validate unnumăr de 16 serii dendrocrologice (fig. 5.3., tabelul 5.1.) acoperind condiţii eco-logice diverse, altele trei (DOMA, DOMB şi DEMB) fiind în curs de analiză.

5.1. Serii dendrocronologice pentru molid (Picea abies Karst.)

Seriile dendrocronologice pentru molid provin din două masive muntoase dinnordul ţării, respectiv din munţii Rodnei şi din masivul Rarău-Giumalău. Acesteserii dendrocronologice surprind influenţele exercitate de către cele două văi prin-cipale (Bistriţa Aurie şi Moldova), pe care se găsesc punctele de dendrocronologie,asupra climatului general. În vederea surprinderii variabilităţii microzonale înmunţii Rodnei, pe versantul estic, au fost amplasate trei puncte de dendrocronolo-gice în masivul Putredu (PUTA, PUTB şi PUTC), trei în masivul Bila (BILA, BILB,BILC), precum şi o serie intermediară între aceste două zone în masivul Tomnatic- TOMA. Tot pentru acest bazin hidrografic a fost elaborată o serie dendrocrono-logică pentru zâmbru - BILD (fig. 5.4.).

Ser ia dendrocronologică Putredu A - PUTA. Suprafaţa dendrocrono-logică PUTA este situată la limita altitudinală superioară a pădurii în masivulGargalău. Evoluţia ecosistemului din această suprafaţă s-a desfăşurat sub impactul

Fig. 5.3. Seriilor dendrocronologice elaborate în cadrul programului de cercetare ORIZONT2000Dendrochronological series elaborated in the research program ORIZONT 2000


pu-ternic al factorului antropic, care a condus, prin tăieri succesive, la o rărireaccentuată (fig. 5.5.). Din analiza cioatelor existente se apreciază că modificărimajore datează din ultimele cinci decenii. Dinamica structurii ecosistemului esteconfirmată şi de seria de creştere medie (fig. 5.6.). În vederea elaborării seriei den-drocronologice s-au recoltat probe de creştere de la un număr de 20 de arbori,respectiv un număr 40 de carote. În urma analizelor preliminare şi a măsurătorilorefectuate s-a renunţat la un număr de 4 arbori. Seria dendrocronologică acoperă o

Tabel. 5.1. Parametrii statistici ai seriilor dendrocronologiceThe statistical parameters of dendrochronological series


Fig. 5.4. Localizarea geografică a seriilor dendrocronologice pentru molid din munţii RodneiGeographic location of Norway spruce dendrochronological series from RodnaMountains

Fig. 5.5. Vedere generală a suprafaţei dendrocronologice Putredu A-PUTAGeneral view of dendrochronological site Putredu A -PUTA

PUTA


peri-oadă de 208 ani, până în 1793 (tabel 5.2., fig. 5.7., 5.8.).Alura curbei de creştere radială medie este tipică pentru un arboret lipsit de pro-

cese concurenţiale intense, remarcându-se perioada de după 1970, când se înre-gistrează o reducere semnificativă a proceselor auxologice şi o revenire a creşteriiîn ultimul deceniu. Sensibilitatea curbelor de creştere individuale variază între 0,15şi 0,27, cu o medie de 0,20, distingându-se drept ani caracteristici negativi: 1877,1913, 1929 şi 1947 cunoscuţi în literatură ca ani foarte secetoşi.

Prin standardizare se obţine o accentuarea a anilor caracteristici, remarcându-seperioada 1970-1990 fiind caracterizată de o scădere a creşterii radiale, urmată de orevigorare bruscă după 1990. Această perioadă de regres auxologic, datorită întin-derii în timp, îşi găseşte explicaţie în prezenţa unui semnal perturbator (de ex. polu-are, intervenţie antropică etc.), ipoteza determinării climatice fiind mai puţin plauzi-bilă. Sensibilitatea medie a seriei dendrocronologice este de 0,14, în cazul seriei deindici reziduală (RES), variabilitatea comună, exprimată în prima componentă prin-

Fig. 5.6. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Putredu A - PUTAAverage growth curve from dendrochronological site Putredu A - PUTA

Tabel. 5.2. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice PUTAThe statistical parameters of dendrochronological series PUTA


cipală, fiind de 39%. Raportul semnal-zgomot este de 7,59 (STD), respectiv 8,32(RES), determinând un procent al semnalului comun de 88%.

Seria dendrocronologică Putredu B - PUTB. Suprafaţa de dendro-cronologie PUTB este situată pe versantul stâng al pârâului Putredu, la 47°33’ lati-tudine N şi 24°49’ longitudine E şi la o altitudine de 1450-1500 m. Arboretul esterelativ plurien, constatându-se prezenţa a două elemente de arboret, diferenţiatedupă vârstă. Din această suprafaţă de probă s-au recoltat un număr de 46 de carote,de la 23 de arbori (fig. 5.9.). Seria dendrocronologică de indici de creştere a fost cal-culată în baza a 15 arbori (30 carote), datorită procentului ridicat al arborilor cu

Fig. 5.7. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - PUTADendrochronological series (STD) for Norway spruce - PUTA

Fig. 5.8. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - PUTAThe deviation growth index series for Norway spruce - PUTA


putregai şi anomalii de creştere. Curba de creştere medie are o dinamică relativ uni-formă, lipsită de fluctuaţii mari a creşterii, indicând un regim redus al perturbaţiilorexterne, în special al doborâturilor produse de vânt (fig. 5.10.). Lungimea serieidendrocronologice este de 253 de ani, mergând până în anul 1748 (tabel 5.3, fig.5.11., 5.12.).

Din analiza curbei medii de creştere se observă influenţa structurii pluriene aarboretului din care au fost prelevate probele de creştere, înregistrându-se în primii80 de ani o descreştere continuă a intensităţii proceselor de bioacumulare lemnoasă,

Fig. 5.9. Vedere generală a suprafaţei dendrocronologice Putredu B-PUTBGeneral view of dendrochronological site Putredu B -PUTB

PUTB

Fig. 5.10. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Putredu B - PUTBAverage growth curve from dendrochronological site Putredu B - PUTB


datorită concurenţei interspecifice foarte accentuate. Lipsa unor perturbări externede tipul doborâturilor produse de vânt, ca urmare a poziţiei adăpostite a versantuluifaţă de vânturile periculoase, este clar evidenţiată de curba de creştere. Dacă încazul seriilor de creştere individuale se pot observa în unele cazuri perioade deaccelerare a proceselor auxologice ca urmare a eliminării unor arbori din plafonuldominant, aceste perturbări se reduc la minim în curba medie. Sensibilitatea curbe-lor de creştere individuale variază între 0,14 şi 0,28 cu o medie de 0,19.

În cazul seriei dendrocronologice din Putredu B se observă o creştere a sensibi-lităţii medii (0,14 - STD, 0,15 - RES), variabilitatea comună explicată de primacomponentă principală, echivalentă cu semnalul climatic comun al arborilor dinsondaj, fiind de 45,7%. Raportul semnal-zgomot este de 11,1 (RES), respectiv 10,1(STD), inducând un procent comun al semnalului de 0,92. Anii caracteristici iden-tificaţi în seria de pe versantul opus (PUTA) se menţin, remarcându-se anii 1947 şi1913. Perioada de regres auxologic din deceniul 1980-1990, urmată de o revigorare

Tabel. 5.3. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice PUTBThe statistical parameters of dendrochronological series PUTB

Fig. 5.11. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - PUTBDendrochronological series (STD) for Norway spruce - PUTB


a creşterii, este prezentă şi în acest caz. Corelaţia dintre carotele individuale şi seriadendrocronologică este de 0,65, indicând o omogenitate relativ ridicată a sondaju-lui.

Ser ia dendrocronologică Putredu C - PUTC. Suprafaţa experimentalăde dendrocronologie Putredu este situată în bazinul superior al Bistriţei Aurii, la47°31’ latitudine N şi 24°47’ longitudine E, la o altitudine de 1500 m, panta mediefiind de 35-45 grade (fig. 5.13.). Suprafaţa de cercetare a fost amplasată într-o zonăcu arbori multiseculari, situaţi pe pante mari, deci cu un potenţial dendrocronolo-gic foarte ridicat, capabil a surprinde semnalul climatic general. Din aceastăsuprafaţă au fost recoltate probe de creştere de la un număr de 25 de arbori, elimi-nându-se în urma prelucrărilor primare 14 carote, respectiv 7 arbori. Lungimeaseriei dendrocronologice este de 267 de ani, respectiv până în anul 1734 (tabel 5.4.,fig. 5.14., 5.15., 5.16.).

Curba medie de creştere prezintă o perioadă iniţială de creştere radială susţinutăurmată de un regres auxologic, cu determinare concurenţială, până în jurul anului1835-1840, când survine o modificare importantă a structurii arboretului subimpactul, cel mai probabil, al unei doborâturi produse de vânt. Rărirea arboretuluidin suprafaţa Putredu C are drept efect o accelerarea a proceselor auxologice a eta-jului inferior pe parcursul următoarelor două decenii, după care, ca urmare a creş-terii densităţii şi a intensificării proceselor concurenţiale, curba de creştere medieprezintă o formă generală de tip exponenţial negativ. Sensibilitatea individuală aseriilor de creştere este cuprinsă între 0,14 şi 0,28, cu o medie de 0,21, mai crescutăfaţă de celelalte serii dendrocronologice din masivul Putredu, datorită condiţiilorstaţionale particulare.

Fig. 5.12. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - PUTBThe deviation growth index series for Norway spruce - PUTB


Solul superficial, panta foarte mare, coroborată cu un procent ridicat de rocă lasuprafaţă, determină o capacitate de înmagazinare a apei foarte redusă, inducând osensibilitate ridicată la regimul precipitaţiilor. Acest fapt este evidenţiat de anii ca-racteristici, foarte marcanţi, cum sunt 1946-1947, 1913 şi 1877, care determină oreducere bruscă şi foarte accentuată a creşterii. Şi în acest caz perioada 1980-1990

Fig. 5.13. Arbore de probă cu potenţial dendrocronologic ridicat în suprafaţa Putredu C - PUTCSelected tree with high dendrochronologic potential in site Putredu C - PUTC

Fig. 5.14. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Putredu B - PUTCAverage growth curve from dendrochronological site Putredu B - PUTC


Tabel. 5.4. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice PUTCThe statistical parameters of dendrochronological series PUTC

Fig. 5.15. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - PUTCDendrochronological series (STD) for Norway spruce - PUTC

Fig. 5.16. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - PUTCThe deviation growth index series for Norway spruce - PUTC


este marcată de un regres auxologic. Varianţa cuprinsă în prima componentă prin-cipală este de 33-35%, iar procentul semnalului comun, derivat din raportul semnal-zgomot, este de 88%.

Seria dendrocronologică Tomnatic A - TOMA. Pentru a se surprindetrecerea de la seriile dendrocronologice din Putredu la cele din bazinul Bila s-a alesamplasarea unei suprafeţe în masivul Tomnatic, intermediar între cele două zone(fig. 5.17.). Arboretul ales este situat spre limita altitudinală a pădurii într-un arboretcu elemente de vârstă ridicată. Lungimea seriei este de 179 de ani, acoperind perioa-da până în anul 1822 (fig. 5.18, 5.19, 5.20, tabel 5.5).

Curba de creştere medie este tipică unui arboret de limită, omogen din punct devedere structural, cu o creştere activă în primele 3 decenii, urmată de o reducereprogresivă şi continuă a proceselor auxologice ca urmare a intensificării proceselorconcurenţiale. Nu se remarcă prezenţa unor perturbări majore în arboret, fiind situ-at pe un versant adăpostit.

Foarte evident este anul 1946-1947, an foarte secetos conform înregistrărilormeteorologice, an care, alături de 1913, consti-tuie principalii ani caracteristici aiacestei serii dendrocronologice. Sensibilitatea seriei dendrocronologice reziduale(RES) este ridicată (0,16), variabilitatea explicată de prima componentă principalăfiind de 47%. Raportul semnal-zgomot este de 10,27 determinând un procent alsemnalului comun de 91%, corelaţia medie dintre probele de creştere individuale şiseria dendrocronologică fiind de 0,68. De remarcat este perioada 1980-1990 care,în această situaţie, este mai puţin pronunţată, atât în seria dendrocronologică, cât şi

Fig. 5.17. Vedere generală a suprafaţei dendrocronologice Tomnatic A -TOMAGeneral view of dendrochronological site Tomnatic A -TOMA

TOMA


Fig. 5.18. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Tomnatic A - TOMAAverage growth curve from dendrochronological site Tomnatic A - TOMA

Tabel. 5.5. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice TOMAThe statistical parameters of dendrochronological series TOMA

Fig. 5.19. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - TOMADendrochronological series (STD) for Norway spruce - TOMA


în curba de creştere medie. Omogenitatea ridicată a curbei de creştere şi a serieimedii de indici de creştere se datorează în mare parte şi perioadei relativ miciacoperite de probele de creştere.

Ser ia dendrocronologică Bila A - BILA. Suprafaţa de dendrocronologieBILA este amplasată într-un arboret pur de molid, cu structură plurienă, din bazi-nul superior a Bistriţei Aurii, bazinetul Bila, la o altitudine de 1500 m, panta vari-ind între 25-30 grade (fig. 5.21.).

Au fost prelevate probe de la un număr de 24 de arbori, elaborarea seriei den-drocronologice efectuându-se în conformitate cu metodologia clasică. În urmamăsurătorilor şi a interdatării au fost incluse în seria dendrocronologică numai 32de probe de creştere de la 16 arbori. Lungimea seriei dendrocronologice este de 232de ani, mergând până în anul 1769 (tabel 5.6., fig. 5.22., 5.23., 5.24.).

Atât curbele de creştere individuale, cât şi curba medie, reflectă un proces con-curenţial foarte activ în primele 5-6 decenii, urmate de o rărire a arboretului în jurulanului 1820, ca efect a unei doborâturi produse de vânt care a afectat întreg arbore-tul. O altă perturbare surprinsă în curba de creştere este în jurul anului 1880, care adeterminat o accelerare a creşterii în deceniile următoare.

Sensibilitatea seriei dendrocronologice este de 0,15 (RES), în prima componen-tă principală fiind integrată 41% din varianţa seriilor individuale. Corelaţia mediedintre carote şi seria dendrocronologică este de 0,63, semnalul comun fiind de 90%.Ies în evidenţă anii caracteristici 1947 şi 1913, precum şi perioada de creş-tereaccelerată din ultimul deceniu.

Seria dendrocronologică Bila B - BILB. Această serie dendrocronolo-gică a fost elaborată în baza a unui număr de 24 probe de creştere provenind de la12 arbori (dintr-un total de 20 arbori incluşi în sondaj) dintr-un arboret de limită alti-

Fig. 5.20. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - TOMAThe deviation growth index series for Norway spruce - TOMA


Fig. 5.21. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Bila A - BILAAspects from dendrochronological site Bila A - BILA

Fig. 5.22. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Bila A - BILAAverage growth curve from dendrochronological site Bila A - BILA


Tabel. 5.6. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice BILAThe statistical parameters of dendrochronological series BILA

Fig. 5.23. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - BILADendrochronological series (STD) for Norway spruce - BILA

Fig. 5.24. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - BILAThe deviation growth index series for Norway spruce - BILA


tudinală pe acelaşi versant cu BILA. Altitudinea medie este de 1600 m, iar pantacuprinsă între 30 şi 35 grade. Lungimea maximă a seriei dendrocronologice este de170 de ani (tabel 5.7., fig. 5.25., 5.26., 5.27.). Arborii din sondaj au o vârstă maxi-mă de 170 de ani, la 1,30 m, originea prezentului arboret fiind în jurul anului 1820.Aceasta coincide cu perturbarea majoră, identificată în seria dendrocronologică dinarboretul vecin, de pe acelaşi versant, ceea ce ne conduce la ipoteza originii prezen-tului arboret în urma unei doborâturi produse de vânt în masă, urmată de regenera-re naturală sau de activare a proceselor de creştere a regenerării existente la momen-tul respectiv. O altă perturbare se observă în jurul anului 1880, urmată de cea dinanul 1922-1925.

Fiind situate pe acelaşi versant şi în condiţii staţionale similare, parametrii sta-tisticii şi anii caracteristici din cadrul seriei dendrocronologice din suprafaţa Bila B(BILB) sunt foarte apropiaţi de cei ai seriei Bila A (BILA). Corelaţia medie dintre

Fig. 5.25. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Bila B - BILBAverage growth curve from dendrochronological site Bila B - BILB

Tabel. 5.7. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice BILBThe statistical parameters of dendrochronological series BILB


probele individuale de creştere şi seria dendrocronologică este de 0,68, iar varianţacuprinsă în prima componentă principală este de 48%.

Seria dendrocronologică Bila C - BILC. Suprafaţa experimentală BilaC este situată pe versantul estic al munţilor Rodnei, în masivul Ineu, la 47°31’ lati-tudine N şi 24°52’ longitudine E, la o altitudine de 1600 m, panta variind între 30-40 grade (fig. 5.28.).

Suprafaţa experimentală Bila C a fost amplasată într-o pădure seculară de limităaltitudinală, cu un potenţial dendrocronologic foarte ridicat ca urmare a lipsei in-fluenţelor perturbatoare datorate concurenţei interspecifice. Au fost selecţionaţi unnumăr de 20 de arbori, dar în urma prelucrărilor primare şi analizelor statistice efec-tuate au fost validate numai 28 de probe de creştere, prelevate de la 14 arbori,

Fig. 5.26. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - BILBDendrochronological series (STD) for Norway spruce - BILB

Fig. 5.27. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - BILBThe deviation growth index series for Norway spruce - BILB


numărul de arbori analizaţi încadrându-se în limitele impuse de standardele ITRDB.Seria dendrocronologică acoperă o perioadă de 183 de ani, fiind similară ca lungimeşi dinamică cu cea din suprafaţa Bila B (tabel 5.8., fig. 5.29., 5.30., 5.31.)

Curba creşterilor radiale medii are o tendinţă exponenţială negativă, continuudescrescătoare, tipică pentru un arboret de limită altitudinală, lipsit de procese con-curenţiale. Se pot observa o serie de perioade de accentuare relativă a procesului debioacumulare lemnoasă, datorate, probabil, unor doborâturi produse de vânt. Apa-

Fig. 5.28. Aspecte din suprafaţa experimentală Bila C -BILCAspects from dendrochrnological site Bila C - BILC

Fig. 5.29. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Bila C - BILCAverage growth curve from dendrochronological site Bila C - BILC


Fig. 5.30. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - BILCDendrochronological series (STD) for Norway spruce - BILC

Fig. 5.31. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - BILCThe deviation growth index series for Norway spruce - BILC

Tabel. 5.8. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice BILCThe statistical parameters of dendrochronological series BILC


riţia acestui arboret este legată de doborâtura produse de vânt din jurul anului 1820.Seria dendrocronologică Slăt ioara - SLAA. Suprafaţa dendrocronolo-

gică este localizată în Codrul Secular Slătioara, zonă neperturbată de intervenţiaantropică, sit de conservare a structurii naturale a ecosistemelor forestiere din zonade amestecuri dintre răşinoase şi fag (fig. 5.33.). Alegerea acestei suprafeţe experi-mentale a fost determinantă de existenţa unui potenţial dendrocronologic ridicat,respectiv prezenţa unor exemplare de molid multiseculare. Suprafaţa este situată la47°27’ latitudine N, 25°38’ longitudine E, la o altitudine de 1300 m, expoziţia SE,panta 25-30 grade. (fig. 5.32.).

Alegerea arborilor de probă s-a realizat conform principiilor dendrocronologiei,urmărindu-se surprinderea semnalului climatic major. În acest scop au fost aleşiarborii din plafonul superior, fără defecte, cu o stare de sănătate bună. Au fostextrase câte două probe de creştere de la un număr de 25 de arbori. În urma prelu-crării primare au fost eliminaţi un număr de 7 arbori (fig. 5.34., 5.35., 5.36., tabel5.9.).

Analiza seriei de creştere radială medie permite evidenţierea mai multor serii deperturbări, identificate prin perioade de accelerare a proceselor auxologice, semni-ficative fiind cele din anii 1820, 1890 şi 1964. Şi în cazul acestei serii dendro-cronologice se remarcă regresul auxologic din perioada 1980-1990, urmat de orevigorare a creşterii după 1990, similar cu cel întâlnit la molidul din munţii Rodnei.

Analiza seriilor individuale, cât şi a seriei medii de indici de creştere, permiteidentificarea anilor caracteristici negativi şi pozitivi. Se observă existenţa unor

Fig. 5.32. Localizarea geografică a suprafeţei dendrocronologice Codrul Secular SlătioaraGeographic location of dendrochronological site Codrul Secular Slătioara

SLAASLAB


Fig. 5.33. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Codrul Secular Slătioara A - SLAAAspects from dendrochronological site Codrul Secular Slătioara A - SLAA

Fig. 5.34. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Slătioara A - SLAAAverage growth curve from dendrochronological site Slătioara A - SLAA


Fig. 5.35. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - SLAADendrochronological series (STD) for Norway spruce - SLAA

Fig. 5.36. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - SLAAThe deviation growth index series for Norway spruce - SLAA

Tabel. 5.9. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice SLAAThe statistical parameters of dendrochronological series SLAA


perioade de reducere accentuată a creşterii între anii: 1777-1783, 1798-1801, 1817-1826, 1863-1866, 1883-1892, 1905-1907, 1946-1949, 1960-1965, 1987-1992.Aceste perioade de reducere accentuată creşterii, exprimată prin indici de creştere,coincid cu perioadele de secetă (Topor, 1964): 1882-1891, 1894-1899, 1902-1907,1913-1918, 1928-1930, 1934-1938, 1942-1946, 1948-1953, 1959-1961. Perioadelede creştere accentuată, pozitivă, sunt în general după o perioadă de creştere redusă,remarcându-se perioadele dintre anii: 1894-1900, 1907-1911, 1965-1979, şi cea dedupă 1995. Anii caracteristici negativi identificaţi pe seria dendrocronologică dinCodrul Secular Slătioara sunt: 1990, 1965, 1961, 1948, 1907, 1894, 1887, 1866,1822, 1800, 1782. Corelaţia medie dintre probele de creştere individuale şi seriadendrocronologică medie este de 0,56, variabilitatea explicată de prima componen-tă principală este de 32%, semnalul comun fiind de 88%.

Seria dendrocronologică Giumalău - GIUA. Suprafaţa experimentalăCodrul Secular Giumalău este situată în masivul Giumalău-Rarău, pe versantulnordic al muntelui Giumalău, la 46°26’ latitudine N şi 25°26’ longitudine E, avândo altitudine medie de 1300 m şi panta cuprinsă între 25-30 grade (fig. 5.37.). Înaceastă suprafaţa de dendrocronologie, formată dintr-un arboret pur de molid, custructură relativ plurienă, au fost prelevate probe de la un număr de 20 de arbori (fig.5.38.). În urma prelucrării şi analizei statistice s-a procedat la eliminarea unui numărde 8 probe de creştere, respectiv 4 arbori (fig. 5.39., 5.40., 5.41., tabel 5.10.).

Dinamica structurii arboretului din Codrul Secular Giumalău este legată deregimul perturbaţiilor externe reprezentate de doborâturi produse de vânt. Impactul

Fig. 5.37. Localizarea geografică a suprafeţei dendrocronologice Codrul Secular GiumalăuGeographic location of dendrochronological site Codrul Secular Giumalău

GIUA


acestora asupra proceselor auxologice este sugestiv surprins de către curba decreştere medie. Se remarcă mai multe astfel de perioade de creştere accentuatăbruscă, cea mai evidentă fiind în jurul anilor 1760 când o doborâtură a pus în luminăbrusc seminţişul de 20-30 de ani existent.

Fig. 5.38. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Codrul Secular Giumalău A - GIUAAspects from dendrochronological site Codrul Secular Giumalău A - GIUA

Fig. 5.39. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Giumalău A - GIUAAverage growth curve from dendrochronological site Giumalău A - GIUA


Fig. 5.40. Seria dendrocronologică (STD) pentru molid - GIUADendrochronological series (STD) for Norway spruce - GIUA

Fig. 5.41. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru molid - GIUAThe deviation growth index series for Norway spruce - GIUA

Tabel. 5.10. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice GIUAThe statistical parameters of dendrochronological series GIUA


Analiza dinamicii indicilor de creştere permite identificare perioadelor şi anilorcaracteristici. Astfel sunt confirmate o serie din perioadele de regres auxologicaccentuat, identificate în suprafaţa experimentală Codrul Secular Slătioara, respec-tiv între anii: 1987-1989, 1963-1964, 1946-1948, 1931-1933, 1919-1921, 1890-1894, 1884-1887, 1863-1865, 1830-1835, 1778-1781, 1756-1764. Anii caracteristi-ci negativi sunt: 1764, 1781, 1835, 1865, 1887, 1893, 1921, 1934, 1948, 1964,1989.

Varianţa cuprinsă în prima componentă principală este de 43%, iar corelaţiamedie dintre seriile de indici de creştere individuali şi seria dendrocronologică estede 0,66. Acest arboret a mai fost obiectul unui studiu de dendrocronologice, fiindelaborată o serie dendrocronologică cu lungimea de 146 de ani (1836-1981) atâtpentru lăţimea inelului anual cât şi sub raport densitometric (Schweingruber, 1985;Schweingruber et al., 1987).

5.2. Serii dendrocronologice pentru brad (Abies alba Mill.)

Seria dendrocronologică Ţibleş A - TIBA. Suprafaţa dendrocronolo-gică Ţibleş este situată în O.s. Groşii Ţibleşului, U.P. VI Ţibleş, u.a. 113 A, într-unecosistem natural de amestec de fag cu brad, la poalele munţilor Ţibleş. Altitudineamedie este de 1250-1300 m, panta medie 30-50° (fig.5.42.).

Prezenţa exemplarelor de brad multiseculare, de dimensiuni impresionante(unele depăşind 2 m în diametru la 1,30 m) a permis amplasarea acestui punct dedendrocronologie în zona munţilor Ţibleş (fig. 5.43.).

Existenţa unui număr foarte mare de arbori cu putregai, datorat în special rănilorprovocate de căderile de pietre, datorită pantei foarte mare a terenului, nu a fostposibilă extragerea a câte două carote pe arbore. În total au fost prelevate probe dela un număr de 22 de arbori, fiind incluse în calcule numai 20 de serii de creştere,lungimea seriei dendrocronologice fiind de 335 de ani, acoperind perioada 1667-2001 (fig. 5.44., 5.45., 5.46., tabel 5.11.).

Din curba de creştere medie se remarcă existenţa unei perioade iniţiale deaproape un secol, dominată de procese concurenţiale foarte intense, determinând omenţinere a proceselor auxologice la un nivel redus, explicată prin temperamentulde umbră al speciei. Prin rărirea semnificativă a arboretului şi eliminarea majorităţiiarborilor din plafonul superior, cel mai probabil datorită unei doborâturi produse devânt, dată fiind inaccesibilitatea staţiunii, în jurul anului 1800 se înregistrează oaccentuare bruscă a creşterii radiale care se menţine pe parcursul a patru decenii.Astfel de perioade de accentuare a proceselor de bioacumulare se pot observa şi înjurul anilor 1870, 1890, 1950. Sensibilitatea curbelor de creştere individuale vari-ază între 0,17 şi 0,27, cu o medie de 0,23.Şi în cazul aceste serii dendrocronologicese remarcă prezenţa unei perioade de regres auxologic în perioada 1980 - 1990,


Fig. 5.42. Localizarea geografică a suprafeţei dendrocronologice Ţibleş A - TIBAGeographic location of dendrochronological site Ţibleş A - TIBA

TIBA

Fig. 5.43. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Ţibleş A - TIBA (arbore selecţionat)Aspects from dendrochronological site Ţibleş A - TIBA (selected tree)


Fig. 5.44. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Ţibleş A - TIBAAverage growth curve from dendrochronological site Ţibleş A - TIBA

Fig. 5.45. Seria dendrocronologică (STD) pentru brad - TIBADendrochronological series (STD) for Silver fir - TIBA

Tabel. 5.11. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice TIBAThe statistical parameters of dendrochronological series TIBA


urmată de o reactivare a creşterii radiale.Ser ia dendrocronologică Slat ioara B - SLAB. Suprafaţa experimen-

tală este localizată în Codrul Secular Slătioara la 47°27’ latitudine N şi 25°38’ lon-gitudine E. Altitudinea medie este de 1300 m, expoziţia SE, panta 25-30 grade (fig.5.32.). Aici au fost extrase câte două probe de creştere de la un număr de 20 dearbori, în urma prelucrării primare fiind eliminaţi un număr de 4 arbori (fig. 5.47.,5.48., 5.49., tabel 5.13.).

Modificările structurale survenite în ecosistemul din Codrul Secular Slătioarasunt fidel reliefate de curbei medie de creştere. Debutând iniţial cu o perioadă deconcurenţă intensă, corelată cu creşteri radiale reduse, prin rărirea etajului dominantse înregistrează o relansare a proceselor auxologice. Un prim episod de accelerarea creşterii este în jurul anului 1740, de o intensitate medie, urmată de o perioadă decreştere brusc intensificată cu originea în jurul anului 1780. Cea mai semnificativămodificare a ritmului de creştere radială are loc în jurul anului 1820, asociată cu odoborâtură puternică. Această perturbare a fost identificată şi în seriile dendro-cronologice pentru molid din Codrul Secular Giumalău şi munţii Rodnei, fiind laoriginea arboretelor din BILB şi BILC. Această perioadă de intensificare a creşteriise menţine până în jurul anului 1860, respectiv patru decenii, confirmând intensi-tatea ridicată a doborâturii produse de vânt. Se remarcă, de asemenea, revenireaauxologică de după anul 1920, care poate fi explicată atât climatic, cunoscut fiindfaptul că anul 1913 a fost foarte deficitar în precipitaţii, sau ca urmare a uneidoborâturi produse de vânt care a determinat o modificare a structurii.

Analizând seria abaterilor medii a indicilor de creştere se pot identifica o seriede perioade de regres auxologic cu determinare climatică cum sunt cele din anii:

Fig. 5.46. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru brad - TIBAThe deviation growth index series for Silver fir - TIBA


1982-1987, 1960-1968, 1941-1943, 1916-1919, 1814-1820, 1773-1783, 1738-1744, 1693-1697 (fig. 5.48., 5.49.). Aceste perioade de minim şi maxim auxologic,cu determinare climatică, sunt relativ aceleaşi cu cele identificate în cazul serieidendrocronologice pentru molid din Codrul Secular Slătioara - SLAA. Arboretuldin Codrul Secular Slătioara a mai făcut obiectul unor cercetări de dendrocronolo-gie, fiind elaborate serii dendrocronologice pentru brad pe perioada 1878-1994,respectiv 1817-1994 (Alexandrescu, 1995). De asemenea, au fost iniţiate cercetăricomplexe de dendroecologie aplicată privind impactul poluării asupra ecosis-temelor forestiere cu brad (Ianculescu şi Tissescu, 1989).

Ser ia dendrocronologică Demacuşa - DEMA. Suprafaţa de dendro-cronologie DEMA este amplasată într-un arboret de amestec de molid şi brad cu ele-

Fig. 5.47. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Codrul Secular Slătioara BSLABAverage growth curve from dendrochronological site Codrul Secular Slătioara BSLAB

Tabel. 5.12. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice SLABThe statistical parameters of dendrochronological series SLAB


mente de fag, cu structură plurienă, din bazinul Demacuşa, la o altitudine de 1000 -1200 m, panta variind între 35-40 grade (fig. 5.50., 5.51.).

Au fost prelevate probe de la un număr de 20 de arbori, elaborarea seriei den-drocronologice efectuându-se în conformitate cu metodologia clasică. Lungimeaseriei dendrocronologice este de 332 de ani, mergând până în anul 1670 (fig. 5.52.,5.53, 5.54, tabel 5.13).

În cazul seriei medii de creştere radială din suprafaţa dendrocronologicăDemacuşa (DEMA), spre deosebire de ecosistemele forestiere din bazinul BistriţeiAurii se remarcă o frecvenţă mai mare a modificărilor structurale cu efecte auxo-

Fig. 5.48. Seria dendrocronologică (STD) pentru brad - SLABDendrochronological series (STD) for Silver fir - SLAB

Fig. 5.49. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru brad - SLABThe deviation growth index series for Silver fir - SLAB


Fig. 5.50. Localizarea suprafeţei dendrocronologice Demacuşa A - DEMAGeographic location of dendrochronological site Demacuşa A - DEMA

Fig. 5.51. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Demacuşa A - DEMA (arbore selecţionat)Aspects from dendrochronological site Demacuşa A - DEMA (selected tree)

DEMA


logice semnificative determinate de factori perturbatori. Astfel, se identifică apro-ximativ opt reprize de doborâturi majore în decurs de trei secole produse la inter-vale aproximativ egale de 35-40 de ani, evidenţiindu-se o dinamică a creşterilor întrepte, caracteristică unui arboret supus unor modificări structurale semnificativeperiodice. Se remarcă ca intensitate şi durată perioadele de creştere accelerată dinanii 1745-1772, 1794-1814, 1825-1831, 1867-1881, 1913-1927, 1940-1951, 1964-1970. Sensibilitatea probelor de creştere individuale variază între 0,15 şi 0,28, cu omedie de 0,20, adeseori efectele climatului fiind estompate de modificarea semni-ficativă a structurii ca efect a doborâturilor produse de vânt.

Semnalul macroclimatic este relativ puţin surprins în seria dendrocronologicăpentru brad din Demacuşa, lucru evidenţiat de sensibilitatea medie scăzută (0,11),un procent scăzut al variabilităţii comune surprinse de prima componentă principală(30%) şi un coeficient de corelaţie a seriilor de indici individuali cu serie dendro-cronologică de 0,51. Explicaţia este dată de frecvenţa ridicată a doborâturilor pro-duse de vânt cu efecte majore asupra structurii arboretului. Totuşi, anii caracteristi-

Fig. 5.52. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Demacuşa A - DEMAAverage growth curve from dendrochronological site Demacuşa A - DEMA

Tabel. 5.13. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice DEMAThe statistical parameters of dendrochronological series DEMA


ci majori (1913, 1947) sunt surprinşi de cronologia medie.Seria dendrocronologică Soveja A - SOVA. Această serie dendro-

cronologică a fost elaborată în baza a unui număr de 34 probe de creştere provenindde la 17 arbori dintr-un ecosistem de amestec de molid, brad şi fag (fig. 5.56.).Altitudinea medie este de 800 m, iar panta cuprinsă între 30 şi 35 grade, coordo-natele geografice fiind N 45°58’, E 26°37’(fig. 5.55.). Lungimea maximă a serieidendrocronologice este de 292 de ani, mergând până în anul 1710 (fig. 5.57., 5.58.,

Fig. 5.53. Seria dendrocronologică (STD) pentru brad - DEMADendrochronological series (STD) for Silver fir - DEMA

Fig. 5.54. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru brad - DEMAThe deviation growth index series for Silver fir - DEMA


5.59., tabel 5.14.).Suprafaţa dendrocronologică Soveja este localizată în zona Carpaţilor de

Curbură, regiune mai puţin afectată de doborâturi produse de vânt. Această stare defapt este confirmată de curba de creştere medie, care prezintă o perioadă iniţială deaproximativ 100 de ani, dominată de procese concurenţiale intense, cu efecte pe

Fig. 5.55. Amplasarea geografică a seriei dendrocronologice Soveja A - SOVAGeographic location of dendrochronological site Soveja A - SOVA

Fig. 5.56. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Soveja A - SOVA (arbore selectat)Aspect from dendrochronological site Soveja A - SOVA (selected tree)

SOVA


plan auxologic. După anul 1820, se înregistrează o accelerare a creşterii radiale,până în jurul anului 1930, ca urmare a modificări structurii arboretului, respectiv arăririi etajului dominant. Semnificativă este şi perioada de revenire auxologicăîncepând cu anul 1990.

Sensibilitatea medie a seriei dendrocronologice este de 0,14, coeficientul decorelaţie dintre seriile individuale de indici de creştere şi seria dendrocronologicăeste egal cu 0,58, iar procentul semnalului comun fiind de 88%.

Seria dendrocronologică Sinaia A - SINA. Seria dendrocronologicăSINA este constituită în baza a unui număr de 32 probe de creştere (16 arbori) (fig.5.62.). Suprafaţa de dendrocronologie este amplasată într-un arboret de amestec(brad cu molid), la altitudinea de 1050 m, panta variind între 25 şi 30 grade, coor-donatele geografice fiind 45°21’ N, 25°32’ E. (fig. 5.60., 5.61.).

Analiza seriei de creştere medie evidenţiază o singură modificare majoră a rit-mului de creştere, din jurul anului 1880. Cauza accelerării bruşte şi semnificative aproceselor auxologice este reprezentată de o modificare importantă a structurii

Fig. 5.57. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Soveja A - SOVAAverage growth curve from dendrochronological site Soveja A - SOVA

Tabel. 5.14. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice SOVAThe statistical parameters of dendrochronological series SOVA


arboretului, având drept cauză fie o doborâtură produsă de vânt, fie o intervenţieantropică, dată fiind accesibilitatea ridicată a zonei investigate. Sensibilitatea curbe-lor de creştere individuale variază între 0,18 şi 0,29, cu o medie de 0,22. Seria den-drocronologică de indici de creştere acoperă o perioadă de 287 de ani, mergândpână în anul 1715 (fig. 5.63., 5.64., tabel 5.15.).

Seria dendrocronologică pune în evidenţă două perioade majore de regres auxo-

Fig. 5.58. Seria dendrocronologică (STD) pentru brad - SOVADendrochronological series (STD) for Silver fir - SOVA

Fig. 5.59. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru brad - SOVAThe deviation growth index series for Silver fir - SOVA


Fig. 5.60. Amplasarea geografică a seriei dendrocronologice Sinaia A - SINAGeographic location of dendrochronological site Sinaia A - SINA

Fig. 5.61. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Sinaia A - SINA (arbore selecţionat)Aspects from dendrochronological site Sinaia A - SINA (selected tree)

SINA


logic 1753-1759 şi 1941-1947, asimilate cu evenimente climatice de tipul secetelorprelungite. Sensibilitatea seriei dendrocronologice este de 0,15, iar varianţa expli-cată de prima componentă principală este de 30%. Arboretele de brad din zonaSinaia au mai fost investigate dendrocronologic elaborându-se serii de indici decreştere cu lungimi de 200 - 250 de ani, mergând până în anul 1739 (Alexandrescu,1995).

5.3. Serii dendrocronologice pentru alte specii de răşinoase

Fig. 5.62. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Sinaia A - SINAAverage growth curve from dendrochronological site Sinaia A - SINA

Tabel. 5.15. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice SINAThe statistical parameters of dendrochronological series SINA


Seria dendrocronologică Bila D - BILD. Suprafaţa de dendrocronolo-gie este amplasată într-o pădure de limită altitudinală, la altitudinea de 1650 m,panta variind între 35 şi 40 grade (fig. 5.4.), în aceeaşi zonă cu seria dendrocrono-logică pentru molid Bila C (BILC) (fig. 5.65.). Seria dendrocronologică BILD estepentru Pinus cembra, constituită în baza unui număr de 38 probe de creştere (19arbori), un număr de trei arbori nefiind incluşi în analiză datorită prezenţei putre-

Fig. 5.63. Seria dendrocronologică (STD) pentru brad - SINADendrochronological series (STD) for Silver fir - SINA

Fig. 5.64. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru brad - SINAThe deviation growth index series for Silver fir - SINA


gaiului sau a lungimii reduse a seriei (fig. 5.66., 5.67., 5.68., tabel 5.16.). Seria den-drocronologică de indici de creştere acoperă o perioadă de 329 de ani, mergândpână în anul 1672.

Primii 150 de ani din curba de creştere medie sunt puternic influenţaţi de mai

Fig. 5.65. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică pentru Pinus cembra Bila D - BILDAspects from dendrochronological site for stone pine Bila D - BILD

Fig. 5.66. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Bila D - BILDAverage growth curve from dendrochronological site Bila D - BILD


Tabel. 5.16. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice BILDThe statistical parameters of dendrochronological series BILD

Fig. 5.67. Seria dendrocronologică (STD) pentru zâmbru - BILDDendrochronological series (STD) for stone pine - BILD

Fig. 5.68. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru zâmbru - BILDThe deviation growth index series for stone pine - BILD


multe reprize de modificări ale structurii, cu influenţe în plan auxologic. Se remar-că perturbările auxologice din jurul anilor 1700, 1730 şi 1820. Cea din anul 1820este confirmată ca fiind o doborâtură produsă de vânt cu efecte catastrofale, fiind laoriginea arboretului din suprafeţele dendrocronologice BILC şi BILB.

5.4. Serii dendrocronologice pentru speciile de cvercinee

Seria dendrocronologică Borleşt i A - BORA. Seria dendrocronologicăBorleşti este prelevată dintr-un arboret de gorun în amestec cu stejar, din u.a. 30 A,U.P. 4 Poiana Codrului, O.s. Borleşti, de la o altitudine de 220 m. Coordonatelegeografice ale punctului de dendrocronologie sunt 47°37’ N, 23°15’ E, terenul fiindplan (fig. 5.69.). Arboretul a fost parcurs cu tăieri de regenerare, urmând a se efec-tua în deceniul actual tăierea definitivă (fig. 5.70.).

Curba de creştere medie surprinde principalele intervenţii din arboret, care audeterminat modificări ale structurii, cu efecte pe plan auxologic, cum sunt cele dinjurul anului 1870, 1900, 1963, 1984 şi 1995 (fig. 5.71.). Ultimele perioade de acce-lerare a creşterii radiale reprezintă intervenţii silvotehnice de aplicare a tratamentu-lui tăierilor progresive, fiind consemnate în amenajamente. Au fost prelevate probede la un număr de 12 arbori, câte o carotă per arbore (fig. 5.72., 5.73., tabel 5.17.).

Fig. 5.69. Localizarea geografică a seriei dendrocronologice Borleşti A - BORAGeographic location of dendrochronological site Borleşti A - BORA


Sensibilitatea seriilor individuale de creştere este cuprinsă între 0,20-0,25, iar aseriilor de indici de creştere între 0,14-0,15. Lungimea totală a seriei este de 225 deani acoperind perioada 1777-2001.Analiza seriei abaterilor indicilor de creştere per-mite punerea în evidenţă a perioadelor de regres auxologic semnificativ determinatede deficitul de apă din sol. Astfel se remarcă perioada 1963-1964, 1946-1949,1929-1932, 1828-836.

Fig. 5.70. Aspecte din suprafaţa dendrocronologică Borleşti A -BORA (arbore selectat)Aspects from dendrochronological site Borleşti A - BORA (selected tree)

Fig. 5.71. Serie de creştere medie în suprafaţa dendrocronologică Borleşti A - BORAAverage growth curve from dendrochronological site Borleşti A - BORA


Tabel. 5.17. Parametrii statistici ai seriei dendrocronologice BORAThe statistical parameters of dendrochronological series BORA

Fig. 5.72. Seria dendrocronologică (STD) pentru gorun - BORADendrochronological series (STD) for oak - BORA

Fig. 5.73. Seria abaterilor indicilor de creştere (STD) pentru gorun - BORAThe deviation growth index series for oak - BORA


Aceste serii dendrocronologice au constituit materialul de bază într-o serie deaplicaţii de dendroecologie şi dendroclimatologie. Prin aceste aplicaţii de dendro-cronologie s-a urmărit a se căuta răspunsuri la următoarele întrebări:

Cum variază spaţ ia l ser i i le dendrocronologice şi care este ar iade valabi l i ta te a unei ser i i dendrocronologice?

Cum se ref lectă inf luenţa perturbaţ i i lor exogene în ser i i le decreştere şi în ser i i le de indici de creştere?

Care este relaţ ia cl imat-arbore şi cum se poate cuant i f ica aceastărelaţ ie pr in tehnici de dendrocronologie?

Aplicaţii de dendrocronologie 113

6. Aplicaţii de dendrocronologie

6.1. Variabilitatea spaţială a seriilor dendrocronologice

6.1.1. Analiza variabilităţii spaţiale a seriilor dendrocronologice prinintermediul parametrilor statistici

Reacţia arborilor la factorii de mediu, cu referire specială la cei climatici, varia-ză în raport cu condiţiile micro- şi macrostaţionale, cu particularităţile speciei şiprovenienţei, cu natura şi intensitatea factorului de mediu analizat etc. Prin inter-mediul parametrilor statistici clasici şi specifici analizelor dendrocronologice se potevidenţia similarităţile dintre serii dendrocronologice din zone geografice diferite.Este cunoscut faptul că la factori de stress puternici (secetă prelungită), reacţia arbo-rilor din zona afectată este similară, dar de intensitate diferită.

În vederea analizei comparative a reacţiei arborilor la factorii de mediu, la nivelmicro şi macrozonal s-au analizat principalii parametrii statistici atât ai seriilormedii de creştere, cât şi ai seriilor de indici de creştere pentru unele serii dendro-cronologice din reţeaua RODENDRONET (tabelul 6.1.).

Perioada acoperită de seriile dendrocronologice analizate, în cazul molidului,variază de la 170 de ani în suprafaţa BILB la 269 de ani în cazul seriei PUTC. Seriadendrocronologică pentru Pinus cembra - BILD - merge până în anul 1672, respec-tiv pe o perioadă de 329 de ani. La brad seriile dendrocronologice acoperă operioadă mai mare variind de la 287 de ani în cazul suprafeţei SINA, la 335 de aniîn cazul seriei TIBA.

Creşterea radială medie este redusă în suprafeţele instalate în arborete de la limi-ta altitudinală a pădurii sau în condiţii staţionale dificile (generate în special depanta foarte mare), cum sunt seriile PUTC şi BILD. În general creşterea radialămedie este în jurul de 2 mm/an, variind între 0,39 mm/an (pentru zâmbru - BILD),respectiv 0,53 mm/an (SLAA) şi 6,24 mm/an pentru seria PUTB. La brad, creştereamedie variază de la 1,39 mm (DEMA) la 1,95 mm (SINA), valorile extreme fiindcuprinse între 0,19 (SOVA) şi 0,40 mm (SLAB) în cazul creşterii radiale minime,respectiv 3,18 (DEMA) şi 5,06 mm (SOVA) pentru maxime.

Senzitivitatea medie, indicator al reacţiei arborilor la variaţia factorilor climaticieste cuprinsă între 0,12 şi 0,14 pentru molid, variind la brad între 0,13 şi 0,17, pen-tru seriile de creştere, respectiv 0,10 şi 0,17 în cazul seriilor de indici de creştere.


Autocorelaţia de ordinul I este foarte ridicată pentru toate seriile de creşteremedie, menţinându-se la valori de 0,4-0,5 în cazul seriilor de indici de creştere dinpunctele SLAA, GIUA şi BILD, indicând o interdependenţă ridicată a ineleloranuale din anii t şi t-1.

Cuantificarea gradului de similaritate dintre seriile dendrocronologice s-a rea-lizat prin intermediul coeficientul de corelaţie neparametrică Spearman, şi al coefi-cientului de concordanţă. Aceşti indicatori au fost calculaţi atât pentru seriile decreşteri medii, cât şi pentru seriile de indici de creştere. Analiza similarităţii modu-lui de reacţie la factorii climatici a fost analizat prin intermediul coeficientului deconcordanţă (Gleichlaufigkeit) (tabelul 6.2.), calculat cu relaţia:

Tabel. 6.1. Parametrii statistici ai seriilor dendrocronologiceStatistical parameters of dendrochronological series

(6.1.)


unde: xi reprezintă lăţimea inelului anual i;G(ix) - coeficientul de concordanţă parţial pentru seria x;G(x,y) - coeficientul de concordanţă între seria x şi y.

Coeficientul de concordanţă, similar cu testul statistic al semnelor, indică oreacţie similară la variaţii ale factorilor climatici, valorile fiind apropiate, atât pen-tru seria de creştere medie, cât şi pentru seria de indici de creştere. Ca şi în cazulcoeficienţilor de corelaţie, concordanţa cea mai ridicată se înregistrează între seriiledin acelaşi masiv, indicând în general o reacţie identică a seriilor dendrocronologi-ce pentru evenimentele climatice majore.

Corelaţiile puternice se identifică între seriile dendrocronologice pentru aceeaşispecie, interspecific legătura corelativă fiind nesemnificativă. Totuşi, reacţia la mo-dificarea mediului este în general aceeaşi sub raportul direcţiei de reacţie, variindînsă intensitatea răspunsului, fapt confirmat de coeficienţii de concordanţă relativridicaţi dintre seriile de indici de creştere intra- şi interspecifici. În cazul molidului,cele mai mari corelaţii sunt între seriile din cadrul aceluiaşi masiv, cu valori de 0,3-0,4 între seriile din munţii Rodnei şi bazinul Moldovei. Seriile din Codrul SecularSlătioara pentru molid şi brad prezintă un coeficient de corelaţie de 0,444, respec-tiv un coeficient de similaritate de 0,653.

Corelaţia relativ ridicată şi semnificativă pusă în evidenţă anterior impune oanaliză mai detaliată, la nivel de serii dendrocronologice, utilizându-se în acest scopmetoda comparaţiei grafice a seriilor dendrocronologice, exprimate prin seriile aba-terilor indicilor de creştere (fig. 6.1., 6.2., 6.3.). Analiza comparativă a seriilor den-drocronologice prin metoda comparaţiei grafice a seriilor de indici de creştere oferă

Tabel. 6.2. Coeficienţii de corelaţie şi concordanţă între seriile dendrocronologiceCoefficients of correlations and concordance between dendrochronological series


noi informaţii asupra gradului de uniformitate a reacţiei la evenimente climaticeextreme.

Analiza grafică comparativă a seriilor dendrocronologice permite punerea în evi-denţă a perioadelor cu reacţie similară sau diferită. Astfel, marile evenimente cli-matice (în special cele determinate de secete puternice) sunt perfect surprinse întoate seriile de indici. Se remarcă seceta din 1946-1947, care determină o scădere

Fig. 6.1. Seriile dendrocronologice din Munţii RodneiDendrochronological series from Rodna Mountains


bruscă a creşterii radiale pentru toate punctele dendrocronologice, elementul carevariază fiind intensitatea reacţiei. Molidul, în comparaţie cu zâmbrul, prezintă oreacţie mult mai evidentă la acest eveniment climatic negativ, situaţia fiind opusă

Fig. 6.2. Seriile dendrocronologice din bazinul MoldoveiDendrochronological series from Moldova basin

Fig. 6.3. Seriile dendrocronologice pentru brad din Ţibleş, Soveja şi SinaiaSilver fir dendrochronological series from Ţibleş, Soveja and Sinaia


dacă se consideră perioada 1912-1915.De asemenea, scăderea potenţialului auxologic după anul 1985 şi revenirea evi-

dentă după anul 1995 este prezentă la toate seriile dendrocronologice. Se confirmăîncă odată similaritatea ridicată a seriilor dendrocronologice analizate, referitor laevenimentele climatice majore o serie dendrocronologică medie fiind suficientăpentru întreaga zonă analizată, care poate fi în suprafaţă de 50-100 km2. Aceastăserie medie nu surprinde reacţia la variaţiile climatice de intensitate medie sauredusă cu manifestări microzonale, cuprinzând numai semnalul climatic de joasăfrecvenţă.

6.1.2. Analiza variabilităţii spaţiale a seriilor dendrocronologice prinmetoda componentelor principale

În vederea evidenţierii diferenţelor privind semnalul climatic de înaltă şi mediefrecvenţă, datorat variaţiei condiţiilor de mediu mezo- şi microzonale, s-a apelat laun instrument statistic mai complex, respectiv la analiza componentelor principale.Analiza componentelor principale este o metodă statistică de reducere a variabilelorla un număr de factori (2-5 factori principali), care explică majoritatea variabilităţii.Prin analiza comparativă a componentelor principale se poate pune în evidenţămodul de stratificare a observaţiilor (Statsoft, 2003). Aplicând această metodă laanaliza seriilor dendrocronologice este posibilă o analiză statistică mai detaliată, deevidenţiere a eventualelor diferenţe între punctele dendrocronologice (McKenzie etal., 2001; Lara et al., 2001; Villalba şi Veblen, 1997; Rehfeldt et al.,1999; Hofgaardet al.,1999). S-a apelat în acest scop la o abordare de tip ierarhic, de la simplu lacomplex, efectuându-se o analiză a componentelor principale pornind de la zonemici la macrozone, de la nivel intraspecific (molid şi brad) la nivel interspecific(luând în calcul atât molidul, cât şi bradul şi zâmbru). Pentru a se obţine o imaginea modificărilor în timp a distribuţiei spaţiale a seriilor de indici de creştere analizas-a realizat atât pentru întreaga perioadă comună, cât şi pentru subperioade de 50 deani, cu segmente comune de 25 ani.

6.1.2.1. Analiza variabilităţii spaţiale la nivel interspecific

O primă analiză a vizat studiul segregării spaţiale a tuturor seriilor dendrocrono-logice, având drept obiectiv elucidarea influenţei speciei asupra semnalului deînaltă frecvenţă surprins în seria dendrocronologică, considerând seria de indici decreştere o sinteză a macroclimatului (fig. 6.4.).

Analiza distribuţiei seriilor dendrocronologice în planul primelor trei compo-nente principale permite punerea în evidenţă a segregării speciilor în raport cureacţia la modificările parametrilor climatici. Prima componentă principală repre-


Fig. 6.4. Distribuţia spaţială a seriilor dendrocronologice în planul componentelor principaleSpatial distribution of dendrochronological series in the plane of principal factors


zintă semnalul climatic comun tuturor seriilor de indici de creştere, cea de-a douacomponentă principală realizând diferenţierea interspecifică, iar cea de-a treia in-fluenţa condiţiilor staţionale locale. Zâmbrul se menţine intermediar între molid şibrad din punctul de vedere al reacţiei la variaţia macroclimatului. Această organi-zare spaţială a seriilor de indici îşi menţine structura relativ stabilă în timp.

6.1.2.2. Analiza variabilităţii spaţiale la nivel intraspecific

În vederea identificării influenţei condiţiilor ecologice la nivel macrozonal s-aprocedat la analiza componentelor principale pentru fiecare specie separat, o primăanaliză referindu-se la brad (fig. 6.5.).

Fig. 6.5. Distribuţia spaţială a seriilor dendrocronologice pentru brad în planul componentelorprincipaleSpatial distribution of Silver fir dendrochronological series in the plane of principalcomponents


Fig. 6.5. (continuare) Distribuţia spaţială a seriilor dendrocronologice pentru brad în planulcomponentelor principaleSpatial distribution of Silver fir dendrochronological series in the plane of principalcomponents


Analizând modul grafic de organizare a punctelor dendrocronologice în funcţiede primii trei factori principali se remarcă o grupare a seriilor dendrocronologiceastfel: pentru perioada comună analizată (1715-2000) primul factor principal sur-prinde semnalul climatic comun, iar al doilea factor influenţa condiţiilor geograficemezozonale. Se remarcă, atât pe ansamblul perioadei, cât şi în cazul subperioadelorde 50 de ani, o segregare spaţială între seriile dendrocronologice din nordul ţării(TIBA, SLAB, DEMA) şi cele din zona de sud a Carpaţilor (SOVA, SINA), iar încazul perioadei 1950-2000 o organizare spaţială a seriilor dendrocronologice simi-lară desfăşurării spaţiale a lanţului carpatic, unde sunt amplasate suprafeţele deprobă. Modul de grupare spaţială se menţine pentru toate perioadele analizate, vari-ind însă poziţia relativă a celor două grupuri de serii dendrocronologice în planulreprezentat de primele două componente principale, analiza detaliată a modului deorganizare în planul celei de-a doua componente principale permiţând observareaunei distribuţii identice cu repartiţia latitudinală a seriilor de indici de creştere. Ceade-a treia componentă principală reprezintă, probabil, influenţa condiţiilor locale, amodului de gospodărire, în unele perioade putând fi asimilată cu distribuţia altitu-dinală a seriilor de indici de creştere.

Acelaşi tip de analiză s-a efectuat şi în cazul molidului, însă având în vedere oarie mai restrânsă comparativ cu bradul. Seriile dendrocronologice pentru molidprovin din două masive muntoase diferite, respectiv din munţii Rodnei (bazinulBistriţei Aurii) şi din masivul Rarău-Giumalău din bazinul Moldovei (fig. 6.6.).

Influenţa diferită a culoarului Bistriţei Aurii, respectiv a văii Moldovei, asupracondiţiilor climatice generale este reflectată foarte clar de segregarea seriilor den-drocronologice în planul primelor trei componente principale. Dacă primul factorprincipal reprezintă semnalul climatic comun, influenţa condiţiilor microclimaticegenerate de curenţii celor două văi principale este surprins de componenta a doua.Cea de-a treia componentă principală determină modificări de structură numai încazul seriilor din munţii Rodnei, poziţia relativă a seriei din Giumalău faţă de ceadin Slătioara menţinându-se constantă pentru majoritatea subperioadelor analizate.

În vederea evidenţierii influenţei condiţiilor staţionale locale şi a intervenţiilorantropice asupra creşterilor radiale s-a procedat la analiza componentelor principalepentru seriile de molid din cadrul aceluiaşi masiv muntos, respectiv munţii Rodnei,versantul estic (fig. 6.7.). Seriile dendrocronologice din masivul Putredu se carac-terizează prin particula-rităţi microzonale cum sunt panta foarte mare în cazulPUTC, condiţii de limită altitudinală cu influenţe antropice evidente - PUTA sauarboret normal apărut în urma unei doborâturi puternice - PUTB. Sintetic, din ana-liza modului de distribuţie spaţială a seriilor dendrocronologice în planul primelortrei componente principale se desprind următoarele aspecte: pentru perioadacomună analizată (1831-2000) primul factor principal surprinde semnalul climaticcomun, iar al doilea factor influenţa antropică şi condiţiile specifice limitei altitudi-


Fig. 6.6. Distribuţia spaţială a seriilor dendrocronologice pentru molid în planul componen-telor principaleSpatial distribution of Norway spruce dendrochrnological series in the plane of prin-cipal components


nale a pădurii. Seria dendrocronologică PUTA se diferenţiază clar de PUTB şiPUTC, atât pentru toată perioada comună, cât şi pe perioade de 50 de ani, excepţiefăcând perioada 1875-1925 când se constată o separare a suprafeţei PUTB, iar atreia componentă principală explică o parte foarte mică din variabilitate (în medie5%) şi nu poate fi asimilată cu o influenţă particulară. Se observă, de asemenea, o

Fig. 6.7. Distribuţia spaţială a seriilor dendrocronologice pentru molidul din munţii Rodnei înplanul componentelor principaleSpatial distribution of Norway spruce dendrochronological series from RodnaMountains in the plane of principal components)


stratificare a seriilor pentru molid, demarcându-se seria BILC - punct dendrocrono-logic situat la limita altitudinală a pădurii. La nivel microzonal, s-a pus în evidenţăexistenţa unui mod de reacţie particular în funcţie de dinamica şi tipul factorilor per-turbatori (antropici, condiţii extreme etc.). La nivel mezozonal aplicând analizacomponentelor principale pentru seriile de molid din munţii Rodnei, introducând pelângă seriile din masivul Bila şi Putredu o serie intermediară - TOMA, din masivulTomnatic, a fost posibilă o nouă stratificare a serilor de indici de creştere.

Analiza grafică a componentelor principale evidenţiază o apropiere foarte mareîntre seriile PUTB, PUTC şi TOMA, puncte dendrocronologice situate în condiţiisimilare privind expoziţia, tipul de arboret etc. Seriile dendrocronologice PUTA şiBILC se separă ca fiind diferite de celelalte puncte, variind de la perioadă laperioadă, ca urmare a condiţiilor extreme de mediu.

Varianţa explicată de componentele principale variază în raport cu subperioadaanalizată, extinderea zonei analizate şi speciile incluse în studiu (fig. 6.8.). Astfel încazul în care analiza a vizat toate seriile dendrocronologice, semnalul climaticcomun reprezentat de prima componentă principală explică numai 30-38% din va-rianţă, influenţa speciei explicând 15-18% din variabilitate. În cadrul aceleiaşi

Fig. 6.8. Dinamica variabilităţii explicate de componentele principale în raport cu perioada detimp analizatăDynamics of explained variability by the principal components in rapport with thetime period


specii varianţa comună din primul factor principal este de 50-65% în cazul bradu-lui (datorită ariei extinse investigate) şi 70-75% pentru molid. Dacă se reduce zonainvestigată la un singur masiv muntos variabilitatea surprinsă în primul factor creştela 75-80%.Ţinând cont de variabilitatea comună explicată de prima componentăprincipală se pot elabora, la diferite nivele de generalizare, serii dendrocronologicede referinţă pentru o anumită specie.

Aplicarea metodei de clasificare ierarhice a datelor a confirmat modul de gruparespaţială a seriilor dendrocronologice pus în evidenţă prin metoda analizei compo-nentelor principale (StatSoft, 2003)(fig. 6.9.). Din analiza grafică a diagramei declasificare ierarhică se observă o separare clară a seriilor dendrocronologice pentrufiecare specie, iar în cadrul acesteia o diferenţiere pe zone geografice. Se remarcăde asemenea includerea zâmbrului şi a molidului într-o clasă ierarhică independen-tă de brad, indicând o reacţie dendrocronologică similară.

Aplicarea metodelor de clasificare a datelor multivariabile, respectiv analizacomponentelor principale şi analiza cluster, la testarea similarităţii dintre seriiledendrocronologice a permis evidenţierea diferenţelor la nivel micro-, mezo- şimacrozonal. Răspunsul la întrebarea “Care este ar ia de valabi l i ta te a uneiser i i dendrocronologice?” este în funcţie de nivelul semnalului analizat (dejoasă, medie sau înaltă frecvenţă) şi de gradul de omogenitate al factorilor climati-ci limitativi, diferenţierea dintre specii fiind clară. Dendrocronologia, atât prin seri-ile dendrocronologice, cât mai ales prin distribuţia spaţială a funcţiilor de răspunsla factorii climatici, oferă instrumente concludente în zonarea ecologică a vegetaţieiforestiere (Schweingruber, 1996).

Fig. 6.9. Clasificarea ierarhică a seriilor dendrocronologiceHierarchic classification of dendrochronological series


6.2. Analiza dinamicii regimului perturbărilor prin tehnici dedendroecologie

Structura actuală a pădurii montane naturale, respectiv heterogenitatea acesteia,este o consecinţă a regimului perturbărilor produse în decursul timpului.Perturbarea este definită drept un eveniment relativ discret în timp care modificăstructura ecosistemului forestier schimbând disponibilitatea resurselor, a substratu-lui sau a mediului fizic (Pickett şi White, 1985). Analiza inelelor anuale şi a struc-turii pe clase de vârstă reprezintă aspecte cheie în studiul dinamicii ecosistemelorforestiere (Fritts şi Swetnam, 1989; Abrams et al., 2001). Pornind de la aceastăabordare a fost posibilă reconstituirea dezvoltării istorice a pădurilor sub aspectulperiodicităţii şi intensităţii perturbaţiilor, al impactului variaţiilor anuale şi multian-uale ale factorilor climatici extremi (Foster, 1988; Abrams et al., 1995; Abrams şiOrwing, 1996; Cherubini et al., 1996; Abrams et al., 2001).

Dendroecologia, prin utilizarea seriilor dendrocronologice de indici de creştere,reprezintă o abordare modernă în evaluarea structurii trecute şi prezente aarboretelor (Fritts şi Swetnam, 1989). Variaţia parametrilor inelului anual este uti-lizată drept indicator sintetic în reconstituirea dinamicii istorice a regimului pertur-baţiilor în ecosistemul forestiere, având ca fundament reacţia arborelui - cuantifi-cată în cazul nostru prin lăţimea inelului anual - la orice modificare a mediului deviaţă (Giurgiu, 1967, 1974; Fritts şi Swetnam, 1989; Abrams et al., 1995).Modificarea structurii ecosistemului forestier sub impactul unui factor de stress(doborâturi produse de vânt, intervenţii silvotehnice, atacuri de insecte etc.) estereliefată fidel de arbore prin modificarea creşterii radiale. De exemplu, o modificarea creşterii radiale cu 100% sau mai mult, pentru o perioadă de cel puţin 15 ani, esteinterpretată ca fiind un răspuns la o perturbare majoră a structurii ecosistemuluifores-tier (Lorimer, 1985; Lorimer şi Frelich, 1989). Interpretarea perioadelor cucreştere radială accelerată trebuie făcută însă cu precauţie deoarece ele pot avea şio cauză climatică, de exemplu o secetă puternică. Se consideră, în general, căefectele climatice asupra creşterii arborilor sunt de scurtă durată în regiunile tem-perate. De asemenea, factorii perturbatori determină modificări evidente ale struc-turii arboretului, care nu pot fi asociate cu schimbările pe termen scurt ale para-metrilor meteorologici (Payette et al., 1990; Abrams şi Nowacki, 1992; Abrams etal., 1995). Inelul anual constituie o arhivă, o adevărată bază de date, privind vari-aţia seculară şi multiseculară a factorilor perturbatori atât la nivel global, cât şimezo- şi microzonal.

Interesul asupra producerii perturbărilor naturale în ecosistemelor forestier,asupra dinamicii spaţiale şi temporale, precum şi a efectelor acestora, a suscitatinteresul lumii ştiinţifice forestiere de mult timp. Au fost propuse diverse metode de


investigare a perturbărilor istorice, de la analize simple, bazate pe înregistrărilecronologice, până la sisteme complexe de cercetare, bazate pe datări cu izotopi.

6.2.1. Analiza regimului perturbaţiilor prin metoda separării semnalelor

Metoda clasică de evidenţiere a regimului perturbaţiilor este analiza grafică acurbelor de creştere radială (Payette et al, 1990; Abrams et al., 1995; Popa, 2002,2003a, 2003e). Pornind de la teoretizarea inelului anual (Graybill, 1982; Cook,1990) prin aplicarea tehnicilor de standardizare este posibilă descompunerea serieide creştere într-un semnal deterministic, ca urmare a influenţei pure a vârstei (At),două semnale stocastice comune (Ct şi D2t) şi două semnal de asemenea stocasticesingulare (D1t şi Et). Separarea diferitelor semnale cuprinse în inelul anual se reali-zează prin standardizare, adică prin transformarea seriei de creştere exprimată înfuncţie de lăţimea inelului anul sau alt parametru în serie de indici relativi. Preciziaşi valabilitatea rezultatelor, aplicând modelul agregat al creşterii arborilor în sepa-rarea diferitelor influenţe ale factorilor de mediu, depinde foarte mult de strategiade alegere şi amplasare a suprafeţelor de probă, a arborilor de sondaj.

Doborâturile produse de vânt reprezintă principalul factor perturbator al ecosis-temelor forestiere din zona montană (Barbu şi Cenuşă, 1987; Ichim, 1990; Popa,2001), cu efecte semnificative pe plan economic şi ecologic (Geambaşu, 1979;Barbu, 1985; Popa, 2001). Impactul acestui factor de stres este evidenţiat mai alesprin modificarea majoră a structurii arboretului, având drept consecinţă imediatăcreşterea bruscă a spaţiului fotosintetic al arborilor rămaşi. Modificarea structuriiecosistemului forestier are consecinţe directe asupra proceselor auxologice şi, înprincipal, a creşterii radiale. În general, o accentuare bruscă a creşterii în înălţimesau în diametru apare în cazul unei expuneri la o lumină mai intensă, după ce iniţiala fost într-un sistem concurenţial puternic (Lorimer, 1980). De asemenea, există ocorelaţie directă între intensitatea perturbării şi ritmul de accelerare a creşterii radi-ale.

Metoda separării semnalelor a fost aplicată în vederea detectării, pe seriile decreştere medie elaborate, a ritmului perturbărilor externe. Analiza grafică a dina-micii creşterilor radiale la nivel de arbore permite identificarea atât a modificărilorstructurale determinate de factori perturbatori cu acţiune locală, cât şi a perturbărilormajore care afectează întreg ecosistemul. Analiza dinamicii istorice a structuriilocale a arboretului necesită cercetări complexe de analiză dendroecologică (Payetteet al., 1990; Cherubini et al., 1996), corelate cu distribuţia pe clase de vârste a arbo-rilor, dinamica în timp a regenerărilor. Însă prin alegerea arborilor de sondaj dinzone afectare în mod repetat de modificări ale structurii arboretului, este posibilăsurprinderea perturbărilor majore reliefate în seria de creştere radială medie prinperioade de accentuare bruscă a proceselor auxologice.


O primă analiză a vizat seriile de creştere radială medii care permit, prin inter-mediul analizei grafice, identificarea perioadelor de creştere foarte activă în com-paraţie cu cele de creştere normală (fig. 6.10., 6.11., 6.12.).

Literatura de specialitate (Lorimer, 1980) consideră că o creştere radială accen-tuată pe o perioadă de 5-10 ani are drept cauză principală o modificare importantăa structurii ecosistemului, respectiv o mărire bruscă a spaţiului util la nivelul coro-

Fig. 6.10. Dinamica creşterilor radiale sub impactul factorilor perturbatori pentru seriile den-drocronologice din Munţii RodneiDynamics of radial growth under the impact of the disturbance factors for dendro-chronological series from Rodna Mountains


Fig. 6.11. Dinamica creşterilor radiale sub impactul factorilor perturbatori pentru seriile den-drocronologice din bazinul MoldoveiDynamics of radial growth under the impact of the disturbance factors for dendro-chronological series from Moldova basin

Fig. 6.12. Dinamica creşterilor radiale sub impactul factorilor perturbatori pentru seriile den-drocronologice de brad din Ţibleş, Soveja şi SinaiaDynamics of radial growth under the impact of the disturbance factors for Silver firdendrochronological series from Ţibleş, Soveja and Sinaia


namentului. Pentru datarea exactă a acţiunii factorului perturbator trebuie să se ţinăcont de faptul că reacţia arborelui are loc pe parcursul a 1-3 ani. Seriile dendro-cronologice analizate prezintă numeroase astfel de perioade de accelerare bruscă acreşterii radiale, frecvenţa acestor perioade variind în raport cu zona geografică, cuvulnerabilitatea staţiunii la doborâturi produse de vânt, etc.

În cazul seriilor de creştere din munţii Rodnei se identifică numai câteva astfelde episoade cu perturbări ale structurii arboretului semnificative. Interesantă esteperturbarea din jurul anului 1815-1820, prezentă la toate seriile, cu o intensitate maimică sau mai mare. Suprafaţa experimentală din masivul Putredu A face parte dintr-un ecosistem tipic de limită supus acţiunii antropice prin păşunat intensiv. Atâtcurbele de creştere radială individuale, cât şi curba medie, au o alură tipică arborilordezvoltaţi în condiţii de concurenţă redusă, cu un trend general exponenţial negativ,distorsionat de un semnal de înaltă frecvenţă cu determinare climatică. Totuşi seidentifică o perioadă de accentuare bruscă a proceselor auxologice la nivelul anului1893, perturbare prezentă la majoritatea arborilor din sondaj. Rărirea puternică aarboretului ca urmare a intervenţiilor antropice în perioada 1989-1993 susţinută prinvechimea şi numărul cioatelor din arboret este confirmată prin puseul auxologic dindeceniul următor. În cazul seriei dendrocronologice din suprafaţa Putredu B seobservă două episoade de modificare semnificativă a structurii arboretului, cuefecte auxologice majore: unul în jurul anului 1824, iar cel de-al doilea cu origineaîn anul 1860, perioada cu accelerare a creşterii în diametru prelungindu-se până înanul 1910. Ecosistemul forestier actual din Putredu C este caracterizat prin prezenţaunui etaj superior (10-15% din numărul total de arbori), format din arbori domi-nanţi, cu vârste de peste 250 de ani şi un etaj inferior majoritar, reprezentat dearborii cu vârste de 150-160 de ani. Apariţia acestui etaj este confirmată de curba decreştere medie, ca fiind datorită unei doborâturi produse de vânt din jurul anului1838-1843. Peste 80% din arborii din sondaj au anul minim la 1,30 m în jur de1850-1853 confirmând ipoteza răririi puternice a arboretului la jumătatea secoluluial XIX-lea ca urmare a unei catastrofe eoliene. Posibilitatea intervenţiei antropiceeste exclusă datorită inaccesibilităţii terenului, panta depăşind 50-60°, arboretulfiind şi în prezent neafectat de măsurile silvotehnice. Poziţionarea pe versanţi cuexpunere diferită a arboretelor cercetate din masivul Putredu nu a permis evi-denţierea unei corelaţii între perioadele de acţiune a factorilor perturbatori.

Suprafaţa din masivul Tomnatic realizează o trecere între seriile dendrocrono-logice din Putredu şi Bila, fiind situată pe un versant adăpostit, cu risc redus ladoborâturi produse de vânt, lucru sesizabil şi din forma curbei medii de creştereradială. În cadrul masivului Bila modul de amplasare a sondajelor prin distribuirealor pe ambii versanţii ai bazinului superior al pârâului Bila a permis o analiză com-plexă a dinamicii istorice a acţiunii factorilor perturbatori asupra structurii ecosis-temelor forestiere. Se remarcă în cadrul seriilor BILA, BILB şi BILC, perturbările


din anii 1820, 1880 şi 1920. Seria medie a creşterilor radiale pentru zâmbru (BILD)constituie imaginea fidelă şi completă a istoriei regimului acţiunii factorilor de risc,în cazul de faţă reprezentaţi de doborâturile produse de vânt, din bazinul Bila intere-sante sub aspectul efectelor fiind episoadele din anii 1699, 1736-1746, 1814-1817şi 1915. Foarte evidentă este, în cazul seriei de zâmbru (BILD), perturbarea dinjurul anului 1820, arborii reacţionând foarte puternic printr-o creştere radială acce-lerată pe o durată de 40 de ani. Factorul perturbator cel mai probabil este o doborâ-tură produsă de vânt cu efecte catastrofale, anul producerii coincizând cu anulinstalării arboretului din seria BILC şi BILB din acelaşi masiv. Această perturbaremajoră poate fi identificată clar şi în cazul seriilor din bazinul Moldovei.

Spre deosebire de ecosistemele forestiere din bazinul Bistriţei Aurii, în cele dinbazinul Moldovei se remarcă o frecvenţă mai mare a modificărilor structurale, cuefecte auxologice semnificative determinate de factori perturbatori. Astfel, în cazularboretului din bazinul Demacuşa, la brad, se identifică aproximativ opt doborâturimajore în decurs de trei secole, produse la intervale aproximativ egale, de 35-40 deani, evidenţiindu-se o dinamică a creşterilor în trepte, caracteristică unui arboretsupus unor modificări structurale semnificative periodice. Se remarcă, ca intensitateşi durată, perioadele de creştere accelerată din anii 1745-1772, 1794-1814, 1825-1831, 1867-1881, 1913-1927, 1940-1951, 1964-1970. În cazul seriei de creştere dinCodrul Secular Giumalău (GIUA) se identifică mai multe astfel de perioade decreştere accentuată brusc, cea mai evidentă fiind în jurul anilor 1760, când odoborâtură a pus în lumină brusc seminţişul de 20-30 de ani existent. În Codrul Se-cular Slătioara se observă un regim identic al perturbaţiilor la molid şi brad, remar-cându-se cele din anii 1740, 1777, 1820, 1865, 1890, 1964. Interesantă este perioa-da de reactivare bruscă a creşterii după 1945-1947, foarte evidentă la molid, avânddeterminare climatică.

În masivul Ţibleş (TIBA), se remarcă doborâtura din jurul anului 1790, caredetermină o accelerare semnificativă a creşterii radiale pe o perioadă de 60 de ani,fiind echivalentă cu o deschidere puternică a arboretului. Alte perturbări semnifica-tive sunt cele din 1890 şi 1947-1948, ultima având drept cauză posibilă o revigorarea creşterii radiale, ca urmare a secetei din perioada anterioară.

Seriile de creştere din parte de sud a ţării - Sinaia (SINA) şi Soveja (SOVA) - auun ritm de variaţie mult mai uniform, fără oscilaţii bruşte semnificative, identi-ficându-se clar numai perioadele de eliminare a arboretului matern şi punere înlumină a arboretului tânăr, fie prin aplicarea unor lucrări silvotehnice, fie ca urmarea unor doborâturi produse de vânt. În cazul seriei din Soveja se remarcă o singurăperturbare majoră în jurul anului 1820-1830, care a modificat semnificativ structuraecosistemului, determinând o creştere accelerată până la nivelul anului 1900. LaSinaia evidentă este perturbarea din anul 1875 care determină o modificare a ratelorde creştere radială cu peste 300%.


Eliminând semnalul At prin aplicarea unei funcţii exponenţiale sau liniare arezultat o serie de indici de creştere primari care înglobează semnalele D1t şi D2t(fig. 6.13., 6.14., 6.15.).

Eliminarea influenţei vârstei prin standardizare primară determină o accentuarea alternanţei perioadelor cu creştere accelerată cu perioade de reducere a acesteia.Perturbările identificate în cazul seriilor de creştere sunt evidenţiate mult mai bine

Fig. 6.13. Dinamica seriilor de indici primari sub impactul factorilor perturbatori pentru seriiledendrocronologice din munţii RodneiDynamics of primary growth index under the impact of the disturbance factors fordendrochronological series from Rodna Mountains


Fig. 6.14. Dinamica seriilor de indici primari sub impactul factorilor perturbatori pentru seriiledendrocronologice din bazinul MoldoveiDynamics of primary growth index under the impact of the disturbance factors fordendrochronological series from Moldova basin

Fig. 6.15. Dinamica seriilor de indici primari sub impactul factorilor perturbatori pentruseriile dendrocronologice de brad din Ţibleş, Soveja şi SinaiaDynamics of primary growth index under the impact of the disturbance factors for

Silver fir dendrochronological series from Ţibleş, Soveja and Sinaia


în cazul indicilor primari. Analiza comparativă a semnalelor extrase permite sta-bilirea prin interdatare a unor evenimente eoliene cu efecte catastrofale, ele afectândtoate seriile dendrocronologice. O astfel de perturbare este cea din anii 1815-1820,prezentând cu o intensitate mai mare sau mai mică la toate seriile dendrocronolo-gice din Bucovina, având în unele cazuri efecte majore asupra landşaftului fores-tier (BILB, BILC). În masivul Putredu, prin aplicarea metodei separării semnalelor,sunt evidenţiate pe de o parte perturbările observate în cazul seriilor de creştereradială, fiind reliefate în acelaşi timp o suită de perturbări minore, cu efecte auxo-logice pe perioade limitate la 5-10 ani (1795, 1820, 1860, 1893). În cazul arboretu-lui din masivul Tomnatic, prin eliminarea semnalului deterministic reprezentat devârstă (At), este pusă în evidenţă revitalizarea proceselor auxologice după seceta dinanii 1945-1948. Seriile de indici de creştere primari permit analiza detaliată, îndinamică, a efectelor doborâturilor produse de vânt în bazinul superior al Bilei.Pornind de la seria dendrocronologică pentru zâmbru, cea mai veche perturbaremajoră este identificată în anul 1699, fiind cel mai vechi eveniment eolian identifi-cat în Bucovina. Acesta, prin modificarea structurii ecosistemului forestier, deter-mină prin punerea în lumină o accelerare a dezvoltării seminţişului de zâmbru pânăîn anul 1715-1720. Ca urmare a accentuării concurenţei specifice, urmează un dece-niu de reducere progresivă şi continuă a ritmului de creştere radială. În jurul anului1737, o doborâtură foarte puternică determină o modificare semnificativă a struc-turii arboretului, având drept efect o relansare bruscă a proceselor auxologice, carese menţine o perioadă de peste 20 de ani. Este posibil ca această doborâtură să fideterminat şi apariţia arboretului de pe versantul opus BILA, lungimea maximă aseriilor de creştere individuale identificate în zonă fiind în jurul anului 1769. Eveni-mentul eolian care a determinat modificări majore ale landşaftului forestier din zonăeste cel din anul 1817-1820 având drept consecinţei o accelerare a creşterii etajuluide zâmbru din BILD, apariţia arboretului de molid de pe acelaşi versant (BILC) şia celui de pe versantul opus (BILB). Amprenta auxologică a acestei doborâturi esteobservată şi în seriile dendrocronologice din bazinul Moldovei (GIUA, SLAA şiDEMA), fiind foarte evidenţă în cazul bradului din Codrul Secular Slătioara(SLAB). O altă perioadă cu activitate eoliană foarte activă este cea din anii 1880-1890 identificabilă în semnalul din seria GIUA, SLAA, BILB, PUTB. Aceastădoborâtură este menţionată şi în analele vremii fiind datată în 26 iunie 1885 înMoldova de Nord (Fischer, 1899; Ichim, 1988).

6.2.2. Analiza regimului perturbaţiilor prin metoda ratelor de creştere

În vederea completării analizei grafice privind identificarea perturbărilor endo-gene sau exogene intervenite în ecosistemul forestier, în literatura de specialitatesunt propuse diverse metode de cuantificare a frecvenţei şi intensităţii perturbării.


Una dintre cele mai uzuale, bazate pe compararea creşterilor radiale ante- şi postperturbare este metoda ratelor de creştere în două variante: metoda ratelor decreştere clasică (Lorimer, 1985; Lorimer şi Frelich, 1989; Payette et al., 1990;Abrams şi Nowacki, 1992; Abrams et al., 1995) şi metoda ratelor de creştere modi-ficată (Popa, 2002). Metoda ratelor de creştere propusă de Lorimer (1985) defineşteun eveniment de accentuare bruscă a creşterii radiale în cazul în care procentul de

creştere medie este peste 25%. Calculul ratelor de creştere se realizează cu relaţia:unde GC% reprezintă rata de creştere;

Ir1 - creşterea radială medie pentru n ani înainte de anul de calcul;Ir2 - creşterea radială medie pentru n ani după anul de calcul inclusiv.

Perioada luată în calcul variază de la 5 la 15 ani funcţie de regiunea geograficăşi este definită ca fiind perioada în care efectele unui eveniment climatic extrem,cum este de exemplu seceta, sunt eliminate. Pentru condiţiile zonei de cercetare operioadă de 5 ani este suficientă. Utilizând drept criteriu de clasificare amplitudinearatelor de creştere se pot defini perturbări majore (GC% > 100), perturbări mode-rate GC% cuprinse între 50 şi 100 şi perturbări minore, cuprinse între 25 şi 50%(Tift şi Fajvan, 1999) (fig. 6.16., 6.17., 6.18.). Nowacki şi Abrams (1997) definesco perturbare moderată ca având o accentuare a creşterii mai mare de 25% pentru operioadă de minim 10 ani, iar o modificare a creşterii cu peste 50% pe o durată decel puţin 15 ani este identificată ca fiind o perturbare majoră.

Aplicând această metodă la seriile dendrocronologice elaborate, sunt evidenţiateîn general perturbări minore, excepţie făcând seria BILD, la care doborâtura din1820 este prezentată ca o perturbare moderată, la fel ca şi o serie de perturbaţii laseriile de brad.

Variabilitatea ridicată a creşterilor radiale estompează într-o oarecare măsurăperioadele de creştere accentuată evidente de pe curba de creştere medie. De aceea,Popa (2002) propune o variantă modificată a metodei ratelor de creştere, utilizânddrept reper creştere radială din anul de referinţă şi nu creşterea medie anterioară,

după relaţia:unde GC% reprezintă rata de creştere;

ir1 - creşterea radială pentru anul de calcul;Ir2 - creşterea radială medie pentru n ani după anul de calcul exclusiv.

Prin această metodă se evidenţiază mult mai clar perturbările identificate prinmetodele anterioare, doborâtura din 1820 (BILD) fiind catalogată ca o perturbare

(6.2.)

(6.3.)


majoră (fig. 6.19., 6.20., 6.21.).Studiile referitoare la dinamica structurii ecosistemelor forestiere sub impactul

factorilor perturbatori oferă informaţii relevante fundamentării strategiilor de mana-gement durabil al pădurilor montane. Utilizând tehnicile de dendroecologie s-areuşit, în baza unei reţele de serii dendrocronologice, evidenţierea regimului pertur-baţiilor în pădurile montane din Carpaţi Orientali. Prin intermediul metodelor deanaliză grafică şi a ratelor de creştere aplicate s-a identificat un regim diferit al fac-torilor perturbatori, mult mai activ în bazinul Moldovei decât în cel al BistriţeiAurii. Acest ritm diferit de manifestare a doborâturilor produse de vânt, asimilate

Fig. 6.16. Metoda ratelor de creştere clasică pentru seriile dendrocronologice din munţiiRodneiClassical growth rate method for dendrochronological series from Rodna Mountains


ca fiind principalul factor perturbator al structurii arboretelor cu efecte auxologiceevidente, poate fi explicat parţial şi prin tipul ecosistemelor incluse în sondaj. Încazul seriilor din munţii Rodnei este vorba în principal de ecosisteme de limită, cuvulnerabilitate medie sau scăzută la vânt, spre deosebire de cele din bazinul

Fig. 6.17. Metoda ratelor de creştere clasică pentru seriile dendrocronologice din bazinulMoldoveiClassical growth rate method for dendrochronological series from Moldova basin

Fig. 6.18. Metoda ratelor de creştere clasică pentru seriile dendrocronologice din Ţibleş,Soveja şi SinaiaClassical growth rate method for dendrochronological series from Ţibleş, Sovejaand Sinaia


Moldovei care sunt afectate frecvent de doborâturi produse de vânt.Interesantă este perturbarea din jurul anului 1815-1820, prezentă la toate seriile

cu o intensitate mai mică sau mai mare. Aceasta este foarte evidentă în cazul serieide zâmbru (BILD), arborii reacţionând foarte puternic, printr-o creştere radialăaccelerată pe o durată de 40 de ani. Factorul perturbator cel mai probabil este odoborâtură produsă de vânt cu efecte catastrofale, anul producerii coincizând cuanul instalării arboretului din seria BILB din acelaşi masiv. Această perturbaremajoră poate fi identificată clar şi în cazul seriei din Codrul Secular Giumalău,Codrul Secular Slătioara (atât la molid cât şi la brad), respectiv Demacuşa (DEMA)

Fig. 6.19. Metoda ratelor de creştere modificată pentru seriile dendrocronologice din munţiiRodneiModified growth rate method for dendrochronological series from Rodna Mountains


la brad. Seriile dendrocronologice din bazinul Moldovei prezintă o frecvenţă multmai mare a perturbărilor, fiind identificate aproximativ opt doborâturi majore îndecurs de trei secole în cazul seriei din Demacuşa, produse la intervale aproximativegale de 35-40 de ani. În cazul seriei de creştere din Codrul Secular Giumalău

Fig. 6.20. Metoda ratelor de creştere modificată pentru seriile dendrocronologice din bazinulMoldoveiModified growth rate method for dendrochronological series from Moldova basin

Fig. 6.21. Metoda ratelor de creştere modificată pentru seriile dendrocronologice din Ţibleş,Soveja şi SinaiaModified growth rate method for dendrochronological series from Ţibleş, Sovejaand Sinaia


(GIUA) se identifică mai multe astfel de perioade de creştere accentuată bruscă, ceamai evidentă fiind în jurul anilor 1760, când o doborâtură a pus în lumină bruscseminţişul de 20-30 de ani existent. Alte perturbări semnificative sunt cele din 1890şi 1947-1948, ultima având drept cauză posibilă o revigorare a creşterii radiale caurmare a secetei din perioada anterioară. Cea mai veche perturbare clară identificatăse remarcă în seria pentru zâmbru (BILD) datează din anul 1730-1735.

În cazul seriei din Soveja se remarcă o singură perturbare majoră în jurul anului1820-1830, care a modificat semnificativ structura ecosistemului, determinând ocreştere accelerată, până la nivelul anului 1900. La Sinaia, evidentă este perturbareadin anul 1875 care determină o modificare a ratelor de creştere radială cu peste300%. Aceste perturbări sunt, cel mai probabil, de natură antropică.

Abordarea prin metode de dendrocronologie a dinamicii structurale a ecosis-temelor forestiere oferă posibilităţi noi de analiză şi interpretare relaţiilor factor per-turbator - structură - procese auxologice. Tehnicile dendroecologice privind dina-mica auxologică, la nivel temporal şi spaţial, coroborate cu modificările structurale,reprezintă fundamentul metodologic al cercetărilor de reconstituire a evoluţieiistorice a ecosistemelor şi landşaftului forestier.

6.3. Aplicaţii de dendroclimatologie

Inelul anual oferă informaţii importante pentru înţelegerea variabilităţii clima-tice şi a dinamicii istorice a modificărilor climei la nivel mezozonal şi general.“Climatul inf luenţează creşterea arbori lor!“ acest concept general accep-tat reprezintă fundamentul cercetărilor de dendroclimatologie (Schweingruber,1996). Variaţia creşterii radiale a arborilor poate fi corelată cu variaţia unuia sau amai multor parametrii climatici, cunoscuţi ca fiind determinanţi ai proceselor decreştere. Astfel, este posibilă găsirea unei relaţii statistice între creştere şi factorii demediu, care poate fi utilizată la deducerea sau reconstrucţia variaţilor trecute aleparametrilor climatici, în baza variaţilor parametrilor inelului anual. Lăţimea inelu-lui anual al arborelui variază de la an la an într-o manieră mai mult sau mai puţinregulată, o mare parte din această variabilitate fiind datorată condiţiilor climaticeparticulare, anterioare şi actuale, ale perioadei de creştere activă. Intensitatearelaţiei dintre inelul anual şi parametrii climatici depinde de amplitudinea ecologicăa speciei, de proximitatea de condiţii climatice extreme, de amplitudinea de variabi-litate a factorilor care influenţează creşterea. Variaţia caracteristicelor inelului anualpoate fi corelată cu variaţia unuia sau mai multor factori de mediu, cu influenţăasupra proceselor biologice care contribuie la formarea inelului anual.

Din punct de vedere al dendroclimatologiei variaţia lăţimii inelului anual sau aunui alt parametru al acestuia indusă de factorii climatici este similară cu semnaluldintr-un sistem de comunicaţie, iar variaţiile datorate factorilor non-climatici suntasimilate cu zgomotul asociat semnalului. Conform acestei similitudini, seriile de


indici de creştere din zonele cu optim climatic pentru specia respectivă au un raportsemnal-zgomot redus, în comparaţie cu seriile dendrocronologice pentru arborii dela limita arealului, care prezintă un ridicat raport semnal-zgomot. Astfel, arborelereprezintă un adevărat fitoclimatograf de mare sensibilitate cu durată de funcţionarede ordinul a sute de ani, capabil să înregistreze şi să depoziteze informaţii privindacţiunea factorilor de mediu (Giurgiu, 1977). Analizele de dendroclimatologie aupus în evidenţă gradienţi în raport cu altitudinea (Fritts, 1965; Lingg, 1986; Lara etal., 2001) şi latitudinea (Hofgaard et al., 1999). Utilizarea seriilor dendrocronolo-gice a permis reconstituirea variaţiei istorice a climatului în ultimul mileniu pentrudiferite regiuni (LaMarche, 1974; Briffa et al., 1991; Schweingruber et al., 1991;Till şi Guiot, 1990; Serre-Bachet et al., 1992; Hughes et al., 1994). Reţelele de den-droclimatologie reprezintă suportul analizei variabilităţii spaţio-temporale a clima-tului, oferind informaţii esenţiale privind modificările climatice (Fritts, 1976, 1991;Schweingruber, 1985, 1988).

În unele situaţii, este posibilă stabilirea unor relaţii statistice între creştere şicondiţiile de mediu, relaţii care pot fi utilizate pentru deducerea sau reconstituireavariaţiilor trecute ale factorilor de mediu, în baza dinamicii creşterilor radiale.Aceste metode statistice de cuantificare a relaţiei climat-creştere se regăsesc subdenumirea de metode de calibrare. În cercetările de paleoclimatologie, calibrareaimplică găsirea şi cuantificarea unui model statistic care poate fi aplicat la unul saumai mulţi predictori - variabile dependente - pentru estimarea sau reconstrucţia unuipredictant - variabila independentă. În cazul seriilor dendrocronologice, variabileleimplicate în procesul de calibrare sunt indicii de creştere şi parametrii climatici, înspecial temperaturile şi precipitaţiile medii lunare. Un set de date (variabile inde-pendente şi dependente), denumit set de calibrare, este utilizat pentru estimarea coe-ficienţilor modelului statistic. Restul datelor, denumit set de verificare, este utilizatpentru estimarea gradului de fiabilitate al modelului.

În cazul în care indicele de creştere este variabila independentă, iar parametriiclimatici reprezintă variabilele dependente, modelul statistic este cunoscut cafuncţie de răspuns (Fritts, 1976; Guiot et al., 1982; Fritts şi Guiot, 1990) (coefi-cienţii modelului descriu modul cum arborele răspunde la factorii climatici). În situ-aţia în care indici de creştere sunt variabile explicative, iar parametrii meteorologi-ci constituie variabila explicată, ecuaţiile statistice sunt denumite funcţii de transfer(Fritts, 1976; Fritts şi Guiot, 1990) (variaţia creşterilor radiale anuale este transfera-tă în reconstituirea climatului).

În cazul funcţiilor de răspuns, amplitudinea şi semnul coeficienţilor modeluluistatistic exprimă gradul de importanţă şi direcţia de reacţie (răspuns) a arborilor lavariaţia parametrilor climatici utilizaţi pentru calibrare. În general, semnificaţia coe-ficienţilor funcţiilor de transfer nu este uşor de interpretat, aceştia fiind aplicaţi laindicii de creştere pentru reconstrucţia variaţiei trecute a climatului.


Modelele statistice (funcţii de transfer sau de răspuns) nu vor putea include toţifactorii determinanţi ai creşterii, acestea trebuie să surprindă acele componente alesistemului esenţiale pentru obiectivele urmărite. Procesul de calibrare în dendrocli-matologie este fundamentat pe o serie de ipoteze teoretice:

- relaţia climat-creştere care se modelează este considerată stabilă în timp, iarfactorii şi procesele care acţionează în prezent au acţionat şi în trecut (Fritts,1976);

- condiţiile climatice din trecut pot fi reconstituite din variaţia creşterilor anualenumai dacă condiţiile din perioada de calibrare sunt similare cu cele din tre-cut;

- relaţia din variabilele explicative şi cele explicate trebuie să fie similară mo-delului statistic utilizat, de exemplu pentru o relaţie funcţională de tip liniarse va apela la un model statistic regresiv liniar;

- testarea semnificaţiei parametrilor statistici ai modelului are la bază ipotezanormalităţii acestora;

- independenţa datelor utilizate este esenţială pentru majoritatea procedurilorstatistice de calibrare; existenţa dependenţei dintre variabile sau a autocore-laţiei dintre observaţii succesive în timp şi spaţiu reduce semnificativ numărulgradelor de libertate.

Astfel, seriile de indici de creştere rezultate în urma aplicării metodei dubleistandardizări (modelul liniar sau exponenţial şi modelul funcţiei spline cubice)prezintă un grad de autocorelaţie ridicat. Seriile de indici de creştere produse de pro-gramul ASTRAN (Holmes et al., 1986; Grissino-Mayer et al., 1996) standard - STD- şi seria ARS prezintă, în general, un coeficient de autocorelaţie de ordinul I supe-rior valorii de 0,300. Seria de indici de creştere reziduală - RES - rezultă în urmaaplicării la seria standard a unui model autoregresiv având drept efect elimi-nareaautocorelaţiei (fig. 6.22.). Acest tip de serie de indici de creştere este fiabil pentru afi utilizat în procesele de calibrare.

Se observă prezenţa unor diferenţa semnificative dintre seriile cu procese auto-corelative semnificative şi seria reziduală. Aceste diferenţe sunt atât la nivelul unoranumiţi ani (GIUA) sau, cum este cazul seriilor din Codrul Secular Slătioara, semenţin pe perioade mai mari (1985-1996). În cazul seriilor de indici de creştere dinbazinul Demacuşa nu se evidenţiază diferenţe semnificative între cele trei tipuri deserii dendrocronologice.

Alegerea unor modele statistice fiabile pune probleme deosebite, fiind necesarăcuantificarea matematică a relaţiilor sistem biologic-factori de mediu. Identificareaparametrilor climatici determinanţi ai procesului de creştere radială presupunecunoaşterea proceselor fiziologice de creştere, verificarea acestor ipoteze realizân-du-se fie prin metode de analiză grafică comparativă, fie prin metode statistice deanaliză a corelaţiei.

În vederea exemplificării aplicabilităţii metodelor de cercetare dendroclimato-


logică în studiul ecosistemelor forestiere, s-au utilizat datele climatice de la staţiameteorologică Câmpulung Moldovenesc situată în centrul zonei de studiu, dinperioada 1961-2000, caracterizată de o temperatură medie multianuală de 6,6°C şiun nivel anual al precipitaţiilor de 711 mm. Seriile dendrocronologice utilizate pen-tru calibrare şi verificare sunt cele din Codrul Secular Giumalău (GIUA - molid),Codrul Secular Slătioara (SLAA - molid, SLAB - brad) şi bazinul Demacuşa(DEMA - brad), situate în apropierea staţiei meteorologice.

6.3.1. Analiza relaţiei climat-arbore prin intermediul funcţiilor de răspuns

Analiza grafică comparativă a dinamici parametrilor climatici şi a indicilor decreştere permite identificarea tipului de relaţie dintre creştere şi climat, a intensităţiişi a modului de reacţie a arborilor la modificări ale macroclimatului. O astfel deanaliză sintetică s-a realizat pentru molid şi brad, în cazul seriilor din CodrulSecular Slătioara (fig. 6.23.).

Fig. 6.22. Analiza comparativă a tipurilor de serii dendrocronologice generate de ASTRANComparative analysis of dendrochronological type series generated by ASTRAN


Din diagramele prezentate se observă prezenţa unei similarităţi în dinamica întimp a parametrilor climatici şi seriile de indici de creştere. Astfel, mersul anual altemperaturilor din lunile de repaus vegetativ şi de la începutul sezonului de vege-taţie au acelaşi ritm de variaţie, sub raportul direcţiilor de variaţie, ca şi indicii de

Fig. 6.23. Analiza grafică comparativă a seriilor dendrocronologice din Codrul Secular Slătioaraşi parametrii meteorologici de la staţia meteo Câmpulung MoldovenescComparative graphic analysis of dendrochronological series from Codrul Secular Slă-tioara and meteorological parameters from weather station Câmpulung Moldovenesc


creştere. Ceea ce diferă este însă amplitudinea modificărilor de la an la an, schim-bări semnificative ale regimului temperaturilor sau precipitaţiilor neavând întot-deauna un efect similar asupra ritmurilor de creştere radială. Dacă la începutulsezonului de vegetaţie corelaţia dintre temperaturi şi indicii de creştere este pozi-tivă, în lunile de vară dinamica indicilor de creştere este invers proporţională cu

Fig. 6.23. (continuare) Analiza grafică comparativă a seriilor dendrocronologice din CodrulSecular Slătioara şi parametrii meteorologici de la staţia Câmpulung MoldovenescComparative graphic analysis of dendrochronological series from Codrul Secular Slă-tioara and meteorological parameters from weather station Câmpulung Moldovenesc


regimul termic.Analiza statistică a gradului de asociere a indicilor de creştere şi a parametrilor

climatici oferă o cuantificare şi fundamentare matematică a corelaţiei. Unul dintrecele mai simple proceduri neparametrice de măsurare a gradului de similaritate din-tre două serii de timp este testul semnelor (Fritts, 1976). Acesta presupunenumărarea potrivirilor şi nepotrivirilor dintre direcţiile de schimbare în lăţimeainelului anual şi factorul climatic analizat, prin această metodă nefiind luată în cal-cul amplitudinea modificărilor. Metoda analizei corelaţiei, liniară sau neliniară, estecea mai uzitată tehnică de analiză statistică a gradului de asociere dintre creştere şifactorii climatici (Fritts, 1976; Schweingruber, 1996). Coeficientul de corelaţiemăsoară varianţa relativă (covarianţa) care este comună în cele două seturi de date.Acesta reflectă întreg spectrul de variaţie a seriilor de indici, incluzând atât sem-nalul de joasă frecvenţă cât şi cel de înaltă frecvenţă.

Alegerea “a priori” a perioadei de timp precum şi a factorilor meteorologici cuinfluenţă asupra proceselor de creştere radială depinde de particularităţile regiuniiecologice, a speciilor analizate, a datelor disponibile etc. În ceea ce priveşte perioa-da de analiză, majoritatea cercetătorilor au ajuns la concluzia că sezonul de vege-taţie actual şi cel precedent oferă suficiente informaţii privind influenţa factorilorclimatici asupra creşterii. Includerea în analiză a doua sau mai multe sezoane devegetaţie anterioare (Becker et al., 1995) nu are, în general, o explicaţie biologicăconcludentă. Din punct de vedere al factorilor de mediu, pe lângă parametrii meteo-rologici clasici - temperaturi şi precipitaţii lunare sau combinaţii ale acestora - potfi utilizate date privind disponibilitatea resurselor de apă din sol, gradul de insolaţie,temperaturi minime, maxime, suma zilelor cu anumite temperaturi etc.

Analiza indicatorilor statistici clasici şi specifici seriilor dendrocronologice per-mite obţinerea unor informaţii privind gradul de omogenitate al reacţiei arborilordin cadrul seriilor dendrocronologice la variaţia climatului general şi local (tabel

Tabelul 6.3. Parametrii statistici ai seriilor dendrocronologiceStatistical parameters of the dendrochronological series


6.3.).Statisticile descriptive indică o variabilitate comună, expresie a semnalului cli-

matic, cuprinsă în prima componentă principală, similară pentru toate seriile den-drocronologice variind între 30 şi 43%,. Toate seriile dendrocronologice prezintă osensibilitate medie şi abatere standard relativ redusă, cuprinsă între 0,11 (DEMA) şi0,16 (SLAB), neobservându-se o diferenţiere între specii din acest punct de vedere.Ambele specii au un ansamblu similar al coeficienţilor de corelaţie, legătura core-lativă dintre carote şi seria dendrocronologică medie având valori între 0,511(DEMA) şi 0,657 (GIUA). Ipotezele formulate din analiza grafică a seriilor de timpprivind indici de creştere şi parametri climatici (temperaturi, precipitaţii) sunt con-firmate şi cuantificate prin analiza corelaţiei şi a semnificaţiei coeficienţilor de core-laţie (fig. 6.24.).

În cazul molidului, respectiv pentru seriile dendrocronologice GIUA şi SLAA,se remarcă o corelaţie negativă, semnificativă, cu temperaturile de la sfârşitulsezonului de vegetaţie anterior (iulie, august, septembrie) şi pozitivă cu precipitaţi-ile din această perioadă. Acelaşi tip de reacţie privind sezonul de vegetaţie anterioreste prezentă şi în cazul bradului, dar de intensitate mai mică. Fiziologic explicaţiapoate fi dată de procesele de formare a mugurilor şi a acumulărilor de substanţe

Fig. 6.24. Corelaţiile dintre seriile dendrocronologice şi parametrii meteorologiciCorrelations between dendrochronological series and meteorological parameters


nutritive necesare declanşării proceselor fiziologice din sezonul următor. În ceea cepriveşte sezonul de vegetaţie actual, molidul prezintă o reacţie pozitivă, semnifica-tivă (GIUA - februarie, aprilie, SLAA - aprilie, iulie) la regimul precipitaţiilor.Regimul termic de la sfârşitul sezonului de repaus vegetativ şi de la începutulsezonului de vegetaţie, lunile ianuarie - iunie, induce un răspuns pozitiv din parteamolidului. Răspunsul molidului la modificarea regimului termic din sezonul de ve-getaţie (lunile iulie-august) este negativ, temperaturile ridicate determinând direct şiindirect o reducere a ritmului de creştere în diametru. În cazul seriei dendrocrono-logice din Codrul Secular Giumalău (GIUA) temperatura din luna august este nega-tiv şi semnificativ corelată cu indicele de creştere. Sfârşitul sezonului de vegetaţie,respectiv luna septembrie, are o influenţă pozitivă asupra creşterii sub aspectulregimului termic, reacţia fiind negativă la regimul pluviometric.

În cazul bradului se menţine reacţia pozitivă, chiar foarte puternică şi semnifica-tivă în cazul seriei de indici de creştere din Slătioara (SLAB), la temperaturile dinsezonul rece (lunile decembrie-martie). Acelaşi răspuns pozitiv este sesizabil şi încazul temperaturilor din sezonul de vegetaţie (iulie-august), pentru seria de indicidin bazinul Demacuşa, corelaţia fiind semnificativă în cazul temperaturii din lunaaugust. Precipitaţiile de la începutul sezonului de vegetaţie (aprilie-iunie) determinăo accelerare a ritmului de creştere radială, dar corelaţia este nesemnificativă dinpunct de vedere statistic.

Este posibil ca utilizarea unor indicatori compuşi, respectiv sume sau medii aletemperaturilor, respectiv precipitaţiilor, pe perioade de vegetaţie, început de sezonvegetativ, sfârşit de sezon etc., integrat cu alţi factori de creştere să ofere explicaţiiconcludente privind dinamica creşterilor radiale. Cercetările complexe de fiziologiea creşterii au arătat că rareori procesul de formare a inelului anual este determinatde un singur factor limitativ, variaţia caracteristicilor inelului anual fiind rezultantaacţiunii conjugate şi integrate a mai multor factori de mediu (Fritts, 1976).Bineînţeles, unul dintre factorii de mediu limitativi este predominant, dar şi acţiuneaacestuia variază în cursul anului, atât ca intensitate cât şi ca importanţă. Relaţiacreştere-climat este, cel mai bine, reprezentată de un sistem complex cu diferitevariabile incluse într-o relaţie funcţională. Abordarea logică a procesului de cali-brare constă în includerea tuturor parametrilor climatici ca explicativi ai creşterii şiutilizarea unor tehnici statistice specifice în stabilirea importanţei fiecărei variabile.

Expresia generală a funcţiilor de răspuns este de tipul (Fritts, 1976; Briffa şi

Cook, 1990):unde: Wi reprezintă indicele de creştere al inelului anual din anul i, cu i de la 1

la N ani ai perioadei de calibrare;

(6.4.)


Tij - temperatura lunară medie corespunzătoare anului i, j numărul de luni;Pik - precipitaţiile medii lunare corespunzătoare anului i, k numărul de luni;Cit - al parametrul climatic corespunzător anului i, t număr de luni;Wl - indicele inelului anual din anul l precedent anului i;aj, bk, ct, dl - coeficienţii modelului statistic.

Calibrarea acestui model statistic general de răspuns al arborelui la modificărilefactorilor climatici necesită utilizarea unor tehnici de analiză multivariabilă adatelor din domeniul metodelor regresive. Regresia multiplă utilizează proceduristatistice specifice finalizând prin obţinerea unei ecuaţii exprimând efectul relativ alfiecărei variabile din model asupra indicilor de creştere (StatSoft, 2003). Ipoteza dela care se pleacă în cazul regresiei multiple liniare este liniaritatea relaţiei dintrevariabila explicată şi variabilele explicative, precum şi distribuţia normală a setuluide date utilizate la calibrare. Numărul mare de variabile incluse în model fac difi-cilă decelarea influenţelor diferiţilor factori climatici. Metoda regresiei multiple întrepte determină o reducere a numărului de variabile explicative, a intercorelaţieidintre acestea, selectând un subset de variabile puternic corelate cu variabila expli-cată, fără intercorelaţii. Procedura statistică de calcul a regresiei multiple în trepteîncepe cu calculul corelaţiilor simple între variabila explicată şi variabilele explica-tive, precum şi a intercorelaţiilor dintre acestea. Metoda, în mod progresiv, prinincluderea sau excluderea unor variabile independente (conform unor criterii statis-tice clare), îmbunătăţeşte ecuaţia de regresie în acord cu reducerea erorii mediipătratice. Variantele de analiză statistică în trepte, respectiv regresia multiplă întrepte înainte sau regresia multiplă în trepte înapoi, oferă instrumente eficiente decalibrare a relaţiei creştere - climat, prin intermediul funcţiilor de răspuns.

Aplicând această metodă de calibrare la seriile dendrocronologice pentru molidşi brad din jurul staţiei meteorologice Câmpulung Moldovenesc, incluzând iniţial înmodel 30 de parametri climatici (15 temperaturi medii lunare, 15 precipitaţiilunare), din iulie anul anterior până în septembrie anul curent, s-au obţinut funcţiilede răspuns de mai jos:

Pentru molid:

R2=0,798GIUA

R2=0,477SLAA

R2=0,503SLAB

R2=0,434DEMA

(6.5.)

(6.6.)


Pentru brad:

Modele statistice calibrate prin regresia liniară multiplă în trepte permit evi-denţierea factorilor climatici cu influenţă asupra creşterii radiale. Astfel, tempera-turile din lunile ianuarie, mai şi iunie determină un răspuns pozitiv din parteamolidului din Giumalău, spre deosebire de cele din luna iulie anul anterior şi augustanul curent, care induc o reacţie negativă. Precipitaţiile au un efect pozitiv asupraproceselor de creştere atât la molid cât şi la brad, lunile cu influenţă semnificativăstatistic, fiind însă diferite. Utilizând aceste modele climatice ale funcţiilor derăspuns s-au estimat indicii de creştere pentru perioada 1961-1999 (fig. 6.25.)

Fig. 6.25. Indici de creştere reali şi estimaţi prin funcţiile de răspuns (REZ - erori reziduale, RES- indici reali, REG - indici estimaţi)

Real and estimated growth index by response function (REZ -residual errors, RES -real index, REG - estimated index)


Analiza comparativă a seriilor de indici de creştere reali şi cei estimaţi prin mo-delele statistice indică o foarte bună fiabilitate a funcţiilor de răspuns. Distribuţiaerorilor reziduale este aleatoare, excepţie făcând perioada 1985 - 1992 în cazul seri-ilor dendrocronologice din Slătioara (molid şi brad) şi Demacuşa când modelul sta-tistic supraestimează sistematic indicii de creştere. Explicaţia poate fi găsită înprezenţa unui semnal perturbator cu manifestare intensă în această perioadă, ipotezacare se emite fiind prezenţa unor fenomene de poluare intensă. Această manifestareeste foarte evidentă mai ales în cazul molidului din Codrul Secular Slătioara -SLAA.

Această formă a funcţiilor de răspuns oferă o măsură limitată a efectului climatu-lui asupra creşterii arborilor. A considera că numai parametri climatici testaţi dreptsemnificativi în cadrul modelului regresiv multiplu sunt determinanţi ai indicelui decreştere, iar restul nu au o influenţă semnificativă, reprezintă o abordare simplistă.De asemenea, fiabilitatea modelului climatic estimat prin metoda regresiei multipleeste afectată de lungimea perioadei analizate, de numărul de variabile incluse înmodel, de coliniaritatea dintre variabilele independente, de distanţa faţă de staţiameteorologică, de variabilitatea răspunsului de la un arbore la altul şi de erorile demăsurare (Fritts, 1976; Guiot et al., 1982). În cazul în care variabilele explicative,respectiv parametrii climatici, sunt corelaţi între ei, apar probleme de ordin proce-dural în cuantificarea coeficienţilor modelului statistic regresiv. Aceste neajunsurimetodologice pot fi eliminate prin transformarea variabilelor independente într-unset de variabile ortogonale, respectiv necorelate numite componente principale.

Modelul regresiv multiplu în trepte, model clasic de estimare a funcţiilor derăspuns a fost modificat (Fritts, 1976) aplicând analiza regresiei multiple dupăextragerea componentelor principale din matricea de corelaţii a variabilelor climati-ce şi a indicilor de creştere din perioadele precedente. Variabilele normalizate suntmultiplicate cu ponderea componentelor principale obţinându-se factorii principalicare constituie un model ortogonal, cu autocorelaţii minime, ale factorilor climaticişi creşte-rilor anterioare iniţiale. Coeficienţii regresiei obţinute pentru setul de com-ponente principale selectate în procesul regresiei multiple în trepte, sunt transfor-maţi matematic într-un set nou de coeficienţi corespunzători variabilelor explicativeiniţiale.

O parte dintre componentele principale explică foarte puţin din varianţă acesteafiind excluse din analiză utilizând criteriul PVP (Guiot, 1985, 1991). Coeficientulde determinare multiplu indică gradul în care variabilitatea cronologiei actuale esteexplicată prin parametrii climatici din model. Semnificaţia coeficienţilor funcţiilorde transfer este adeseori supraestimată datorită corelaţiei dintre factorii climatici şicreşterile anterioare.

Metoda bootstrap este o tehnică recentă de estimare a erorii standard a estimato-rilor statistici bazată pe repetiţia calculelor de k ori pe seturi de n date extrase ran-


Fig. 6.26. Funcţiile de răspuns pentru molid calibrate prin metoda regresiei multiple şiextragerea componentelor principaleResponse function for Norway spruce calibrated by multiple regression and principalcomponent methods

Fig. 6.27. Funcţiile de răspuns pentru brad calibrate prin metoda regresiei multiple şi extragereacomponentelor principaleResponse function for Silver fir calibrated by multiple regression and principalcomponent methods


domizat din setul complet de date. Aplicarea acestei metode permite estimareaerorii standard pentru fiecare coeficient de regresie prin repetiţia cuantificării mode-lului de un număr suficient de mare de ori, luând în calcul, în mod randomizat, unnumăr k de ani dintr-un total de k+j ani, j reprezentând anii de verificare a modelu-lui. Astfel de obţin k coeficienţi de regresie pentru fiecare variabilă, media lorreprezentând valorile finale. Această tehnică de estimare a erorii standard a funcţi-ilor de răspuns a fost aplicată cu programul PRECON v.5.1 (Fritts, 2003) (fig. 6.26.,6.27.).

Metoda regresiei multiple combinată cu extragerea componentelor principalepermite estimarea coeficienţilor modelului statistic al funcţiilor de transfer precumşi eroarea standard a acestora. Structura generală a modelului statistic obţinut prinanaliza corelaţiei şi a regresiei multiple în trepte este confirmată. Reacţia moliduluişi a bradului la regimul termic este în ansamblu similară. Influenţa negativă a tem-peraturilor din lunile iulie-septembrie anul anterior este evidentă la toate seriile den-drocronologice. Temperaturile medii lunare din sezonul rece induc o reacţie pozi-tivă din partea arborilor, lucru evident mai ales la brad. La începutul sezonului devegetaţie (lunile martie-mai) molidul reacţionează favorabil la creşterea tempera-turii, bradul având o reacţie negativă sau indiferentă, nesemnificativă statistic.

Interesant este comportamentul antagonist al molidului şi bradului în cazulregimului termic din lunile iulie-august. Ambele specii prezintă o reacţie semni-ficativă statistic la acest factor climatic, dar de sens invers. Molidul îşi reducecreşterea, exprimată prin indici de creştere, pe când bradul înregistrează o accele-rare a proceselor biologice de acumulare de biomasă în inelul anual. Utilizândmode-lul statistic reprezentat de funcţiile de răspuns s-a procedat la estimarea indi-cilor de creştere, pentru perioada 1961-1999, pentru fiecare dintre seriile dendro-cronologice. Repartiţia erorilor este aleatoare, acestea fiind nesemnificative statis-tic, excepţie făcând perioada 1983-1990 în cazul seriei de molid, respectiv brad dinSlătioara, pentru care scăderea ritmului de creştere nu poate fi explicată integral decătre climat. (fig. 6.28.)

Creşterea radială sezonieră prezintă variaţii de ritm determinate de oscilaţiile ter-mice (în prima etapă a formării inelului anual), respectiv de variaţii ale regimuluipluviometric care modifică rezerva de apă din sol (în a doua etapă a reactivării creş-terii) (Popescu-Zeletin et al., 1962, citat de Parascan şi Danciu, 2001). La începereasezonului de vegetaţie (lunile martie-mai), molidul reacţionează favorabil lacreşterea temperaturii, bradul având o reacţie negativă sau indiferentă, nesemni-ficativă statistic. Reacţii similare, la regimul termic din primăvară, se înregistreazăşi în Alpi la brad şi molid (Lingg, 1986). Studiile dendroclimatologice la moliduldin Lituania indică o reacţie pozitivă la temperatura din aprilie şi negativă laregimul termic din iulie şi august (Vitas, 1998). Regimul pluviometric din iunie areo influenţă pozitivă, semnificativă, spre deosebire de cel din ianuarie-martie,


respectiv septembrie-decembrie care determină o reacţie auxologică negativă dinpartea molidului (Vitas, 1998). Temperaturile din sezonul de vegetaţie (iunie-august) determină o reacţie negativă la molidul din zona Hamburg, influenţă pozi-tivă având precipitaţiile din această perioadă (Eckstein şi Krause, 1989). În zona dela limita altitudinală a vegetaţiei, temperatura reprezintă factorul cu influenţă do-minantă asupra creşterii radiale, semnificativ fiind regimul termic din toamnaprecedentă formării inelului anual şi din perioada mai-august a anul curent(Eckstein şi Aniol, 1981). În cazul seriilor dendrocronologice analizate, răspunsulmolidului la modificarea regimului termic din sezonul de vegetaţie (lunile iulie-august) este negativ, temperaturile ridicate determinând o reducere a ritmului decreştere în diametru. În cazul seriei dendrocronologice din Codrul SecularGiumalău (GIUA) temperatura din luna august este negativ şi semnificativ corelatăcu indicele de creştere. Interesant este comportamentul antagonist al molidului şibradului în cazul regimului termic din lunile iulie-august. Ambele specii prezintă oreacţie semnificativă statistic la acest factor climatic, dar de sens invers. Molidul îşireduce creşterea, exprimată prin indici de creştere, pe când bradul înregistrează oaccelerare a proceselor biologice de acumulare de biomasă în inelul anual, demons-

Fig. 6.28. Indici de creştere reali şi estimaţi prin funcţiile de răspuns (REZ - erori reziduale, RESindici reali, REG - indici estimaţi)

Real and estimated growth index by response function (REZ -residual errors, RES -real index, REG - estimated index)


trând caracterul termofil al bradului. În Alpii francezi se constată o reacţie pozitivăa molidului la precipitaţiile din mai-iulie, respectiv mai la brad, iar regimul termicdin sezonul de vegetaţie anterior induce o reacţie negativă, semnificativă atât pen-tru brad, cât şi pentru molid (Desplanque et al., 1998). În cazul bradului se menţinereacţia pozitivă, chiar foarte puternică şi semnificativă în cazul seriei de indici decreştere din Slătioara (SLAB), la temperaturile din sezonul rece (lunile decembrie-martie). Acelaşi răspuns pozitiv este vizibil şi în cazul temperaturilor din sezonul devegetaţie (iulie-august), pentru seria de indici din bazinul Demacuşa corelaţia fiindsemnificativă în cazul temperaturii din luna august. Sfârşitul sezonului de vegetaţie,respectiv luna septembrie, are o influenţă pozitivă asupra creşterii, determinând oprelungire a perioadei de acumulare de biomasă, sub aspectul regimului termic,reacţia fiind negativă la regimul pluviometric.

Sub raport pluviometric, sezonul de vegetaţie anterior are, în general, o influenţăpozitivă, semnificative statistic fiind precipitaţiile din lunile iulie-septembrie anulprecedent. În ceea ce priveşte sezonul de vegetaţie actual, molidul prezintă o reacţiepozitivă, semnificativă (GIUA - februarie, aprilie, SLAA - aprilie, iulie) la regimulprecipitaţiilor. Precipitaţiile de la începutul sezonului de vegetaţie (aprilie-iunie)determină o accelerare a ritmului de creştere radială, dar corelaţia este nesemni-ficativă din punct de vedere statistic. Corelaţii similare au fost identificate la seriledendrocronologice de brad din Bucegi (Iacob, 1998). Se remarcă un comportamentdiferit la precipitaţiile din luna august la molidul din Codrul Secular Giumalău faţăde cel din Slătioara, bradul având o reacţie auxologică la regimul pluviometric simi-lară în cazul ambelor serii dendrocronologice.

Aplicarea tehnicilor de dendroclimatologie la analiza reacţiei molidului şi bradu-lui la oscilaţiile regimului termic şi pluviometric a permis evidenţierea stabilireaunor modele auxologice cu suport climatic semnificative din punct de vedere sta-tistic.

6.3.2. Analiza relaţiei climat-arbore prin intermediul funcţiilor de transfer

Reconstituirea variabilităţii istorice a parametrilor climatici reprezintă una dintreprovocările dendroclimatologiei actuale. O abordare tipică a dendroclimatologieiconstă în identificarea parametrului climatic căruia îi corespunde variaţia lăţimiiinelului anual din trecut. Utilizarea funcţiilor de transfer în reconstituirea climatuluiporneşte de la următoarele ipoteze: (1) relaţia climat-arbore modelată se considerăstabilă în timp; (2) reconstituirea condiţiilor din trecut pornind de la seriile dendro-cronologice se bazează pe considerarea existenţei unei analogii între perioada decalibrare şi cea de reconstituire; (3) relaţiile dintre pedictori şi predictanţi sunt con-siderate stabile în timp.

Funcţiile de transfer se obţin într-o manieră similară funcţiilor de răspuns, deose-


birea fiind dată de utilizarea indicilor de creştere drept variabile independente şi aparametrilor climatici drept variabile dependente. Pornind de la aceste considerente,s-a procedat la analiza şi reconstituirea variaţiei trecute a unor parametri climaticide la staţia Câmpulung Moldovenesc. Perioada de calibrare este cuprinsă între1961-1980, iar cea de verificare cuprinsă între 1981-1999. S-au ales aceste perioadedatorită stabilităţii mai mari a perioadei anterioare anilor 1980 sub raportul influ-enţelor antropice de tipul poluării atmosferice în zona cercetată.

Pentru calibrarea funcţiilor de transfer se pot utiliza atât serii dendrocronologicesingulare, cât şi componentele principale extrase din mai multe serii de indici decreştere. Se vor prezenta comparativ modelele statistice de reconstituire a unorparametri meteorologici din zona Câmpulung Moldovenesc cuantificate atât în bazaseriilor dendrocronologice pentru molid (GIUA, SLAA), brad (SLAB şi DEMA)cât şi utilizând componentele principale extrase din combinaţia acestor serii.

Prin analiza corelaţiei dintre temperaturile medii lunare şi seriile de indici decreştere sau componente principale (fig. 6.29.) se pot deduce acele componente aleregimului termic anual posibil a fi reconstituite prin intermediul creşterii arborilor.Se observă o corelaţie puternică şi semnificativă între temperatura lunii martie şicreşterea din anul curent pentru toate seriile de indici de creştere. De asemenea,

Fig. 6.29. Corelaţiile neparametrice dintre temperaturile medii lunare şi indici de creştereNonparametric correlations between average temperature and growth index

(6.7.)


putem evidenţia corelaţia semnificativă negativă dintre indicele de creştere din anulurmător şi temperatura lunii septembrie. Pentru aceşti doi parametri termici s-aucalibrat funcţiile de transfer, în baza cărora s-a procedat la reconstituirea dinamiciiistorice în ultimii 300 de ani. Modelele statistice de transfer a indicilor de creştereîn variaţie a temperaturilor din lunile martie şi septembrie sunt următoarele:

Analiza grafică indică o bună concordanţă între temperaturile reale şi cele esti-mate pentru perioada de calibrare şi verificare. Funcţiile de transfer calibrate în bazaindicilor de creştere de la brad sunt mult mai precise, coeficienţii de corelaţie întretemperaturile reale şi cele estimate prin model, pentru perioada de verificare 1981-1999, sunt de 0,439 - SLAB şi 0,568 pentru seria din Demacuşa - DEMA (fig. 6.30.,6.31.).

Şi în situaţia funcţiilor de transfer pentru regimul termic al lunii septembrie seremarcă concordanţa bună dintre temperaturile estimate şi cele reale pentru perioa-da de verificare, mai ales în cazul seriilor pentru brad. Începuturile de sezon cu tem-peraturi medii foarte scăzute sunt surprinse de către toate seriile de indici decreştere, datorită efectului negativ pe care îl au asupra proceselor fiziologice decreştere a arborilor. Astfel de perioade sunt cele din anii 1964 (-1,9°C), 1947, 1929şi 1799 cu temperaturi în jur de -2,0 °C, precum şi anii cu primăveri foarte calde(1927).

Fiabilitatea acestor funcţii de transfer se verifică prin compararea parametrilorclimatici reconstituiţi, cu valorile reale înregistrate la staţia CâmpulungMoldovenesc în perioada 1930 -1960. Aceste date sunt discontinue datorită inexis-tenţei unei staţii meteorologice permanente, ele însă oferind un suport credibil pen-tru verificarea funcţiilor de transfer (fig. 6.32.).

Analiza corelaţiilor dintre regimul pluviometric lunar şi indicii de creştere dinanul anterior, anul curent şi cel următor a permis identificarea unei corelaţii puter-

nice şi semnificative dintre precipitaţiile din luna septembrie şi creşterea radială dinanul următor (fig. 6.33.).

Funcţiile de transfer obţinute prin calibrare în baza datelor climatice din perioa-

(6.8.)

(6.9.)


Fig. 6.30. Reconstituirea variaţiei istorice a temperaturii medii din luna martieReconstruction of historic variation of March average temperature


Fig. 6.31. Reconstituirea variaţiei istorice a temperaturii medii din luna septembrieReconstruction of historic variation of September average temperature


da 1961-1980 şi indicii de creştere de la seriile dendrocronologice din zonaCâmpulung Moldovenesc au următoare expresie:

Deficitul de precipitaţii de la sfârşitul sezonului de vegetaţie din perioada 1982-1989 (perioadă de verificare) este evidenţiat de toate seriile dendrocronologice, înseria de indici de creştere fiind surprinsă şi redresarea regimului pluviometric din

Fig. 6.33. Corelaţiile dintre precipitaţiile lunare şi indici de creştereCorrelations between monthly precipitations and growth index

Fig. 6.32. Dinamica temperaturilor medii ale lunii septembrie real şi recontituitThe dynamics of real and reconstruction September average temperature


Fig. 6.34. Reconstituirea variaţiei istorice a precipitaţiilor din luna septembrieReconstruction of historic variation of September precipitations


anii următori (fig. 6.34.). Seria dendrocronologică pentru bradul din Demacuşa agenerat o funcţie de transfer mult mai omogenă sub raportul variabilităţii, dată fiinddistanţa mai mare faţă de staţia meteorologică. Perioadele de secetă pronunţată dela începutul toamnei sunt prezente în toate funcţiile de transfer, apărând mai pro-nunţate în cazul molidului. Astfel de perioade (1946, 1927, 1890, 1862) cu preci-pitaţii sub 10 mm sub confirmate şi de unele scripte istorice ca fiind toamne sece-toase (Topor, 1963).

Analiza dinamicii istorice a abaterilor de la medie a precipitaţiilor din luna sep-tembrie permite punerea în evidenţă a anilor cu deficit de precipitaţii, iar prin apli-carea unui filtru de joasă frecvenţă, cu perioadă de 11 ani, se evidenţiază alternanţaperioadelor de secetă cu cele cu exces de precipitaţii (fig. 6.35., 6.36.).

Aplicarea tehnicilor de dendroclimatologie la analiza reacţiei molidului şi bradu-lui la oscilaţiile regimului termic şi pluviometric a permis stabilirea unor modeleauxologice cu suport climatic, semnificative statistic. Este posibil ca utilizarea unorindicatori complecşi (sume sau medii ale temperaturilor, respectiv precipitaţiilor, peperioade de vegetaţie-început de sezon vegetativ, sfârşit de sezon etc.) integrată cuanaliza altor factori de creştere să ofere informaţii suplimentare privind dinamicacreşterilor radiale.

Aplicarea tehnicilor de dendroclimatogie la nivelul reţeleor de serii dendro-cronologice va permite obţinerea de informaţii relevante privind reacţia arborilor la

dinamica factorilor climatici, a variabilităţii la nivel de specie, spaţial şi temporal arelaţiei climat-arbore. Reconstituirea variaţiei istorice a climatului la nivelul între-

Fig. 6.35. Variaţia istorică a abaterilor de la medie a precipitaţiilor din luna SeptembrieHistoric variation of deviations from average of September precipitation


gului spaţiu carpatin va oferi informaţii noi privind modificările climatice şiimpactul acestora asupra ecosistemelor forestiere.

Fig. 6.36. Variaţia istorică a abaterilor de la medie a precipitaţiilor din luna Septembrie ajustatecu un filtru de joasă frecvenţăHistoric variation of deviations from average of September precipitation smoothedwith a low-pass filter

Potenţialul dendrocronologic al pãdurilor din România 165

7. Potenţialul dendrocronologic al pădurilor din România

Ecosistemele forestiere din România prezintă un potenţial dendrocronologicfoarte ridicat determinat de existenţa unor arborete cu vârste peste 200 de ani. Învederea realizării reţelei naţionale de serii dendrocronologice multiseculare -RODENDRONET s-a procedat la o analiză a bazelor de date amenajistice de lamajoritatea ocoalelor silvice din România. Selecţionarea arboretelor potenţiale a fiincluse în reţeaua RODENDRONET a avut la bază următoarea succesiune de cri-terii de interogare a bazelor de date amenajistice informatizate :

- un prim criteriu a fost existenţa în compoziţia arboretului a elementelor cuvârstă peste 120 de ani. S-au selecţionat înregistrările indiferent de specie, dincadrul a 360 de ocoale silvice pentru care există baze de date în sistem infor-matic, rezultând un set primar de date format din 103.600 unităţi amenajis-tice, distribuite în 1.785 de unităţi de producţie;

- acestui set de date primare i s-a aplicat un al doilea criteriu format din com-binaţia specie - limite de vârstă. Limitele de vârstă s-au aplicat gradual, înfuncţie de specie. De exemplu, la molid s-au constituit două clase de vârstă -una cu elemente de arboret de molid peste 180 de ani şi alta cu elemente dearboret de molid cu vârsta cuprinsă între 160 şi 180 de ani, în timp ce la lariceau fost incluse toate arboretele cu elemente de vârstă peste 130 de ani;

- setul secundar de date a fost analizat din punct de vedere al suprafeţei utileminime, omogene, care să asigure posibilitatea identificării şi prelevării deprobe de creştere de la minim 20-30 de arbori. Această suprafaţă a fost sta-bilită la 5 ha, putând fi redusă la 3 ha în situaţia inexistenţei în zonă a uneialte suprafeţe cu potenţial dendrocronologic.

Reţeaua dendrocronologică primară este constituită, pentru speciile principale(molid, brad, fag şi stejari), din arborete cu elemente de vârstă peste 180 de ani,fiind completată cu date din cea secundară, cu vârste între 160 şi 180 de ani, în ve-derea uniformizării şi optimizării densităţii reţelei RODENDRONET.

Reţeaua potenţ ia lă RODENDRONET pentru molid. Din analiza dis-tribuţiei spaţiale a ocoalelor silvice cu elemente de arboret cu vârsta peste 180 deani se remarcă o densitate ridicată în ramura nordică a Carpaţilor Orientali. Au fostidentificate arborete într-un număr de 29 de ocoale silvice distribuite astfel (fig.7.1.): D.S. Suceava (Brodina, Broşteni, Moldoviţa, Coşna, Dorna Candreni,Stulpicani şi Tomnatic); D.S. Maramureş (Vişeu); D.S. Bistriţa (Rodna, Sălăuţa,Năsăud); D.S. Neamţ (Borca, Braţeş, Ceahlău, Galu, Pipirig, Tazlău, Târgu-Neamţ);


D.S. Mureş (Fincel, Sovata); D.S. Vrancea (Lepşa); D.S. Vâlcea (Brezoi, Călimă-neşti); D.S. Gorj (Polovragi); D.S. Covasna (Întorsura Buzăului); D.S. Braşov(Braşov); D.S. Caraş Severin (Oţelul Roşu, Teregova); D.S. Alba (Petreşti).

Această reţea primară va fi îndesită cu ocoalele silvice din reţeaua secundară înspecial în zona Carpaţilor de Curbură, Apuseni şi Meridionali (fig. 7.2.).

Reţeaua potenţ ia lă RODENDRONET pentru brad. În mod similar cureţeaua naţională pentru molid, şi în cazul bradului se remarcă densitatea ridicată azonelor potenţiale din nordul Carpaţilor Orientali în 44 de ocoalele silvice.Majoritatea punctelor din reţeaua primară RODENDRONET pentru brad se supra-pun peste cele de la molid. Distribuţia spaţială a ocoalelor cu zone potenţiale a fiincluse în reţeaua RODENDRONET pentru brad este următoarea (fig. 7.3.): D.S.Alba (Gârda, Petreşti); D.S. Argeş (Domneşti, Suici); D.S. Bacău ( M-rea Caşin);D.S. Maramureş (Groşii Ţibleşului, Dragomireşti); D.S. Braşov (Braşov, Zărneşti);D.S. Buzău (Nehoiaşu, Nehoiu); D.S. Caraş Severin (Oţelu Roşu, Teregova); D.S.Covasna (Întorsătura Buzăului); D.S. Gorj (Novaci, Runcu); D.S. Mureş (Fincel);D.S. Neamţ (Brateş, Ceahlău, Pipirig, Tazlău, Târgu Neamţ, Vaduri); D.S. Prahova(Azuga, Câmpina, Mâneciu, Sinaia); D.S. Suceava (Brodina, Coşna, Frasin, GuraHumorului, Putna, Râşca, Stulpicani, Tomnatic); D.S. Vâlcea (Călimăneşti); D.S.Vrancea (Focşani, Lepşa, Năruja, Soveja, Tulnici).

Fig. 7.1. Reţeaua RODENDRONET primară potenţială de serii dendrocronologice pentrumolid (vârsta medie peste 180 ani)Potential primary RODENDRONET network of dendrochronological series forNorway spruce (average age over 180 years)


Fig. 7.2. Reţeaua RODENDRONET secundară potenţială de serii dendrocronologice pentrumolid (vârsta medie între 160 şi 180 ani)

Potential secondary RODENDRONET network of dendrochronological series forNorway spruce (average age between 160 and 180 years)

Fig. 7.3. Reţeaua RODENDRONET primară potenţială de serii dendrocronologice pentru brad(vârsta medie peste 180 ani)Potential primary RODENDRONET network of dendrochronological series for Silverfir (average age over 180 years)


Reţeaua primară RODENDRONET pentru brad necesită o îndesire cu puncte dinreţeaua secundară în zona D.S. Bacău şi în zona munţilor Apuseni (fig. 7.4.).

Reţeaua potenţ ia lă RODENDRONET pentru zâmbru. În cazul zâm-brului criteriul de selecţie secundar a fost numai specia incluzându-se toatearboretele cu elemente de zâmbru, dată fiind arealul redus al acestei specii înRomânia. Reţeaua primară de serii dendrocronologice pentru zâmbru cuprindezonele din munţii Rodnei (bazinul Bila-Lala, Pietrosu), Călimani, Bucegi, Făgăraş,Godeanu, Ţarcu şi Retezat.

Reţeaua potenţ ia lă RODENDRONET pentru pin si lvestru şi pinnegru. Ca şi în cazul zâmbrului, pentru reţeaua potenţială RODENDRONET s-auinclus toate arboretele cu elemente de pin silvestru şi pin negru cu vârste peste 120de ani. Zonele potenţiale sunt repartizate spaţial astfel: pin silvestru (D.S. Argeş -Cotmeana şi D.S. Caraş Severin - Văliug), iar pentru pin negru: D.S. Alba - Baia deArieş, D.S. Argeş - Cotmeana, D.S. Braşov - Braşov, D.S. Caraş Severin - Anina,Băile Herculane, Reşiţa, D.S. Mehedinţi - Orşova, D.S. Suceava - Marginea.Reţeaua dendrocronologică pentru pin silvestru se va completa cu zonele în careacesta apare natural, cu toate că, conform datelor amenajistice, nu sunt arborete cuvârste ridicate: bazinele Buzăului, Râmnicului, Putnei, Oituz (ocoalele silviceNehoi, Nehoiaşi, Dumitreşti, Vintilă Vodă, Năruja). O atenţia deosebită se va acor-da şi pinetelor din turbării (Poiana Stampei, Şaru Dornei, Luci-Ciuc etc.) care conţin

Fig. 7.4. Reţeaua RODENDRONET secundară potenţială de serii dendrocronologice pentrubrad (vârsta medie între 160 şi 180 ani)Potential secondary RODENDRONET network of dendrochronological series forSilver fir (average age between 160 and 180 years)


informaţii climatice privind dinamica nivelului apei freatice, atingând vârste depeste 200-300 de ani.

Re ţeaua po ten ţ i a l ă RODENDRONET pen t ru l a r i ce . Zonelepotenţiale dendrocronologic pentru larice au fost selecţionate având drept criteriuelemente de vârstă peste de 130 de ani. Acestea sunt localizate în următoareleocoale silvice: D.S. Maramureş (Mara), D.S. Braşov (Codlea, Râşnov), D.S. CaraşSeverin (Oraviţa, Oţelu Roşu), D.S. Prahova (Azuga, Mâneciu, Sinaia), D.S.Suceava (Gura Humorului, Marginea, Solca, Vama). În reţea se vor include şiarboretele naturale din cele cinci centre în care laricele apare spontan (Stănescu,1979): Ceahlău, Ciucaş, Bucegi, Lotru şi Apuseni (Trascău-Vidolm).

Reţeaua potenţ ia lă RODENDRONET pentru fag. Fagul reprezintăuna dintre speciile cu cea mai mare pondere în fondul forestier românesc, fiindprezent în numeroase arborete cu vârste de peste 180 de ani (fig. 7.5.). Reţeaua pri-mară de serii dendrocronologice pentru fag, conform datelor amenajistice disponi-bile în baza de date, cuprinde, în special, arborete din Banat şi Carpaţii şiSubcarpaţii de Curbură. Pentru obţinerea unei reţele uniforme şi reprezentative deserii dendrocronologice reţeaua primară se va completa cu serii dendrocronologicedin reţeaua secundară (fig. 7.6.).

Reţeaua potenţ ia lă RODENDRONET pentru cvercinee. Fondulforestier din România cuprinde numeroase arborete cu elemente de cvercinee cu

Fig. 7.5. Reţeaua RODENDRONET primară potenţială de serii dendrocronologice pentru fag(vârsta medie peste 200 ani)Potential primary RODENDRONET network of dendrochronological series forEuropean beech (average age over 200 years)


vârstă peste 200 de ani. Reţeaua primară de serii dendrocronologice pentru speciilede cvercinee asigură o acoperire bună a arealului, prin combinarea stejarului pedun-culat cu gorunul (fig. 7.7., 7.8.).

De asemenea, şi speciile de stejar xerofiţi pot face obiectul cercetărilor de den-drocronologie, fiind foarte buni indicatori ai regimului precipitaţiilor, ca urmare asensibilităţii ridicate, sub raport auxologic, la perioadele cu deficit de precipitaţii.Arborete cu elemente de cer cu vârste pe 180 de ani se întâlnesc în ocoalele silviceHălmagiu şi Luduş, din partea de vest a ţării şi Bucureşti şi Găieşti, în sudulRomâniei. Elemente de gârniţă cu vârste depăşind 180 de ani se găsesc în Ocolulsilvic Lugoj, cele de stejar pufos în ocoalele Sighişoara şi Dumbrăveni (vârsta peste150 ani), iar cele de stejar brumăriu, cu vârstă peste 180 ani, în ocoalele Perişor şiPoiana Mare din judeţul Dolj.

Re ţeaua po ten ţ i a l ă RODENDRONET pen t ru a l t e spec i i defoioase. Şi alte specii de foioase (paltin, cireş, carpen, tei etc.) conţin informaţiidendrocronologice semnificative. La nivelul fondului forestier din România seidentifică numeroase arborete cu elemente de vârstă peste 160-180 de ani din speci-ile sus menţionate. Astfel, carpen cu vârstă de peste 180 ani se întâlneşte în ocoalelesilvice Brodoc (Vaslui) şi Sebeş Moneasa (Arad), frasin peste 180 ani în ocoaleleRâşca (Suceava) şi Lunca Timişului (Timiş), tei peste 170 ani în Ocolul silvic

Fig. 7.6. Reţeaua RODENDRONET secundară potenţială de serii dendrocronologice pentrufag (vârsta medie între 180 şi 200 ani)Potential secondary RODENDRONET network of dendrochronological series forEuropean beech (average age between 180 and 200 years)


Fig. 7.7. Reţeaua RODENDRONET secundară potenţială de serii dendrocronologice pentrustejar pedunculat (vârsta medie peste 180 ani)Potential secondary RODENDRONET network of dendrochronological series forEuropean oak (average age over 180 years)

Fig. 7.8. Reţeaua RODENDRONET secundară potenţială de serii dendrocronologice pentrugorun (vârsta medie peste 180 ani)Potential secondary RODENDRONET network of dendrochronological series fordurmast oak (average age over 180 years)


Zeletin (Bacău), paltin de munte cu vârstă mai mare de 180 ani în ocoalele silviceRâşca (Suceava), Oţelul Roşu şi Teregova (Caraş-Severin), Fincel (Mureş) şi Tazlău(Neamţ), iar plop tremurător de 190 ani în Ocolul silvic Râşca (Suceava) (fig. 7.9.).

Implementarea aceastei reţele primare de suprafeţe dendrocronologice RODEN-DRONET pentru principalele specii forestiere din România constituie o primăetapă, absolut necesară, dezvoltării şi extinderii cercetărilor de dendrocronologie.Ea oferă suportul iniţierii unor cercetări de dendroecologie şi dendroclimatologieprivind reacţia arborilor la variaţia factorilor climatici, respectiv reconstituireadinamicii istorice a climatului la nivelul spaţiului carpatico-danubiano-pontic. Serii-le dendrocronologice de referinţă, elaborate pe zone geografice, constituie suportulnecesar cercetărilor de datare a vestigiilor istorice, de extindere a cronologiilor dereferinţă prin integrarea informaţiilor cuprinse în piesele de lemn fosile din turbării,albii ale marilor râuri. Reţeaua de suprafeţe dendrocronologice oferă, de asemenea,un instrument de analiză nou pentru elaborarea criteriilor de zonare ecologică a ve-getaţiei forestiere din România, surprinzând reacţia auxologică a ecosistemuluiforestier la climatul general şi local în ultimele trei secole. Existenţa unui numărmare de vestigii istorice (mănăstiri, castele, case vechi etc.) construite în totalitatesau parţial din lemn reprezintă de asemenea o sursă importantă de informaţii den-drocronologice, oferind posibilitatea extinderii în timp a seriilor de indici decreştere elaboraţi, pornind de la arborii vii.

Fig. 7.9. Reţeaua RODENDRONET primară potenţială de serii dendrocronologice pentru altespecii de foioase (vârsta medie peste 150 ani)Potential primary RODENDRONET network of dendrochronological series for otherbroadleaves species (average age over 150 years)

Direcţii de cercetare în dendrcocronologie 173

8. Direcţii de cercetare în dendrocronologie

Dendrocronologia a avut în ultimele decenii o dezvoltarea extrem de rapidă, atâtsub raportul perfecţionării tehnicilor de lucru şi a metodologiei de cercetare, cât maiales a domeniilor de utilizare a informaţiilor sintetizate în inelul anual. Cu toateacestea, se disting o serie de aspecte care impun o aprofundare şi dezvoltate acercetărilor (Schweingruber, 1996; Tessier et al.,1997; Vitas, 1998), în următoareledirecţii:

Formarea inelului anual , a relaţ i i lor dintre creştere şi factor i i demediu la nivel celular. Sunt necesare cercetări aprofundate privind dinamicacreşterii celulare, a peretelui celular, îngroşarea acestuia, în directă corelaţie cu fac-torii de mediu.

Inf luenţa arboretului asupra creşter i i . Majoritatea cercetărilor de den-droclimatologie şi dendrocronologie au neglijat efectul concurenţei intra şi inter-specifice de la nivelul arboretului asupra creşterii radiale. Fiecare arbore este indi-vidual şi are o reacţie particulară la un anumit factor. Prin medie, aceste variaţiiindividuale sunt estompate, însă cunoaşterea locului ierarhic în arboret şi inter-pretarea modificărilor de creştere (reducere sau accelerare a creşterii) în raport cuaceastă poate oferi informaţii esenţiale. Influenţa intervenţiilor silvotehnice, aefectelor vătămărilor mecanice, a direcţiei predominante a vântului reprezintăaspecte care necesită o aprofundare viitoare.

Integrarea tuturor speci i lor lemnoase în cercetăr i le dendrocrono-logice. Orice specie care prezintă o structură lemnoasă secundară are potenţialdendrocronologic. Până în prezent majoritatea studiilor au fost axate pe speciile derăşinoase, iar dintre foioase, pentru cvercinee. Puţine sunt cercetările de dendro-cronologie care au în vedere alte specii de angiosperme. Direcţii de dezvoltare acercetărilor de dendroecologie şi dendroclimatologie sunt reprezentate de speciilearbustive de la limita vegetaţiei forestier (jneapăn, sălcii pitice etc.). De asemenea,sunt numeroase aspecte neclare privind potenţialul dendrocronologic al speciilortropicale.

Modif icarea condi ţ i i lor de mediu şi inf luenţa antropică prinpoluare impune o perfecţionare şi adaptare a tehnicilor de analiză a datelor. Suntnecesare noi instrumente matematice şi statistice de separare a acestor semnale dejoasă frecvenţă.


Luarea în considerare a tuturor parametr i lor inelului anual . Nunumai lăţimea inelului anual şi densitatea maximă conţin informaţii privind condiţi-ile de mediu. Peste 90% din cercetările de dendrocronologie au la baza lăţimeainelului anual. Alte caracteristici structurale cum sunt variaţia interanuală a den-sităţii, lemnul de reacţie, dimensiunile şi distribuţia vaselor, ţesuturile de calusare,numărul şi distribuţia canalelor rezinifere etc. conţin informaţii ecologice şi clima-tologice. De asemenea, variaţia compoziţiei chimice a inelului anual, precum rataizotopilor de carbon, hidrogen şi oxigen reprezintă domenii puţin abordate în den-drocronologie.

Ext inderea cercetăr i lor de dendrocronologie şi la al te păr ţ i lem-noase ale arbori lor, respectiv rădăcină şi ramuri.

Disponibi l i ta tea datelor meteorologice, calitatea acestora reprezintăaspecte parţial clarificate de cercetările de dendrocronologie. Reţeaua de staţiimeteorologice, precum şi lungimea perioadei de măsurători, este adeseori mult mairedusă comparativ cu reţeaua de suprafeţe experimentale. Problema influenţei dis-tanţei dintre staţia meteorologică şi arboretul cercetat este încă o necunoscută.

Reţele de ser i i dendrocronologice. Compararea rezultatelor este posibilănumai în cazul unui context ecologic similar. Realizarea unor reţele de serii den-drocronologice va permite reconstituirea dinamicii pe spaţii mari a climatului, aevenimentelor extreme.

La nivelul României cercetările de dendrocronologie sunt numai la început. Seimpune o orientare a cercetărilor în direcţia perfecţionării tehnicilor de prelucrare adatelor, în elaborarea şi implementarea unei reţele naţionale de serii dendrocrono-logice care să asigure suportul studiilor şi cercetărilor de reconstituire a dinamiciiistorice a climatului în spaţiul carpatic. De asemenea, o integrare a dendrocronolo-giei în domeniul arheologic reprezintă o provocare pentru cercetărea românească,permiţând pe de o parte o datare exactă a vestigiilor istorice, iar pe de altă parterelizarea unor serii dendrocronologice milenare.

Bibliografie 175

Bibliografie

Abrams, M.D., şi Nowacki, G.J., 1992. Historical variation in fire, oak recruitment, and post-logging accelerated succession in central Pennsylvania. Bull. Torrey Bot. Club, 119: 19-28.

Abrams, M.D.,Copenheaver, C.A.,Black, B.A.,Gevel van de, S., 2001. Dendroecology and cli-matic impacts for a relict, old-growth, bog forest in the Ridge and Valley Province of centralPennsylvania, USA. Can. J. Bot. 79: 58-69.

Abrams, M.D.,Orwing, D.A., 1996. A 300-year history of disturbance and canpoy recruitmentfor co-occurring white pine and hemlock on the Allegheny Plateau, USA. Journal of Ecology84: 353-363.

Abrams, M.D.,Orwing, D.A.,Demeo, T.E., 1995. Dendroecological analysis of successionaldynamics for a presettlement-origin white-pine-mixed-oak forest in the southernAppalachians, USA. Journal of Ecology 83: 123-133.

Alexandrescu, A.F., 1995, Elaborarea de serii dendrocronologice pe termen lung la molid şibrad. Referat ştiinţific final. I.C.A.S. Bucureşti. 89 p.

Alexe, A., 1984. Analiza sistemică a fenomenului de uscare a cvercineelor şi cauzele acesteia.Revista Pădurilor 4.

Aniol, R.W., 1983. Tree-ring analysis using CARTAS. Dendrochronologia. 1: 45-53.Babos, A., Eggertsson, O., 2002. The wooden Churhes of Maramureş Northern Romania,

www.geol.lu.se/personal/ore/maramures/. Accesat în 2003.Barbu I., R. Cenuşă, 1987. Asigurarea protecţiei arboretelor de molid împotriva doborâturilor şi

rupturilor de vânt şi zăpadă. ICAS Seria II, Bucureşti. 72 p.Barbu, I., 1985. Doborâturile produse de vânt - o abordare ecosistemică. Manuscris ICAS. 20 p.Barbu, I., 1989. Stabilirea măsurilor de prevenire şi combatere a fenomenului de uscare a bradu-

lui şi molidului. Referat ştiinţific. ICAS. Câmpulung Moldovenesc.Barbu, I., 1991. Moartea bradului. Ed. Ceres. Bucureşti, 276 p.Becker, M., Bert, G.D., Bouchon, J., Dupouey, J.L., Picard, J.F., Ulrich, E., 1995. Long-term

changes in forest productivity in northeastern France: the dendroecological approach. ÎnLandmann, G., Bonneau, M. (eds.). Forest decline and atmospheric deposition effects in theFrench mountains. Springer, Berlin Heidelberg New York. 143-156.

Becker, M., Bert, G.D., Landmann, G., Levy, G., Rameau, J.C., Ulrich, E., 1995. Growth anddecline symptoms of Silver fir and Norway spruce: relation to climate, nutrition and silvi-culture. În Landmann, G., Bonneau, M. (eds.). Forest decline and atmospheric depositioneffects in the French mountains. Springer, Berlin Heidelberg New York. 120-142.

Becker, M.,1987. Bilan de sante actuel et retrospectif du sapin (Abies alba Mill.) dans les Voges.Etude ecologique et dendrochronologique. Ann. For. Sci. 44(4): 379-402.

Bitvinskas, T.T., 1974. Dendroclimatic research. Gidrometeoizdat Publishing House. Leningrad.172 p.

Briffa, K., Cook, E., 1990. Methods of reponse function analysis. În Cook, E.R., Kairiukstis,L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the enviromnental sciences.Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 240 - 247.


Briffa, K., Jones, P.D., 1990. Basic chronology statistics and assessment. În Cook, E.R.,Kairiukstis, L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the enviromnentalsciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 137-152.

Briffa, K.R., Jones, P.D., Schweingruber, F.H., 1991. Tree-ring density reconstructions of sum-mer temperature patterns across western North America since 1600. J. Clim. 5: 735-754.

Briffa, K.R.,Bartholin, T.S.,Eckstein, D.,Jones, P.D., 1990. A 1400 year tree ring record of sum-mer temperature in Fenoscandia. Nature 346(6283): 434-439.

Carrara, P.E., 1979. The determination of snow avalanche frequency through tree-ring analysisand historical records at Ophir, Colorado. Geological Society of America Bulletin 90: 773-780.

Cenuşă, R., 1990. Gospodărirea molidişurilor de pe limita altitudinală de vegetaţie. Referat şti-inţific final. I.C.A.S. Câmpulung Moldovenesc.

Cenuşă, R., 1992. Cercetări asupra structurii, volumului ecologic şi succesiunii ecosistemelorforestiere de limită altitudinală din Carpaţii nordici Călimani şi Giumalău. Rezumatul tezeide doctorat. A.S.A.S., 45 p.

Cenuşă, R., 1993. Cercetări privind structura şi funcţionalitatea ecosistemelor naturale de molid.Referat ştiinţific final. I.C.A.S. Câmpulung Moldovenesc.

Cenuşă, R., 1996. Probleme de ecologie forestieră. Aplicaţii la molidişurile naturale dinBucovina. Universitatea Ştefan cel Mare. Suceava. 165 p.

Cenuşă, R., 1999. Cercetări asupra dinamicii structurale a ecosistemelor de pădure de la limitaaltitudinală de vegetaţie pentru menţinerea echilibrului ecologic, Referat ştiinţific. I.C.A.S.Câmpulung Moldovenesc.

Chambers, F.M.,Lageard, J.G.A.,Boswijk, G.,Thomas, P.A., 1997. Dating prehistoric bog-firesin northern England to calendar years by long-distance cross-matching of pine chronologies.Journal of Quaternary Science 12(3): 253-256.

Cherubini, P.,Piussi, P.,Schweingruber, F.H., 1996. Spatiotemporal growth dynamics and distur-bances in a subalpine spruce forest in the Alps: a dendroecological reconstruction. CanadianJournal of Forestry Research 26: 991-1001.

Cook, E., 1990. A conceptual linear aggregate model for tree rings. În Cook, E.R., Kairiukstis,L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the enviromnental sciences.Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 98-104.

Cook, E., Briffa, K., Shiyatov, S., Mazepa, V., 1990. Tree-ring standardization and growth-trendestimation. În Cook, E.R., Kairiukstis, L.A. (eds.). Methods of dendrochronology.Applications in the enviromnental sciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 104-123.

Cook, E., Shiyatov, S., Mazepa, V., 1990. Estimation of the mean chronology. În Cook, E.R.,Kairiukstis, L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the enviromnentalsciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 123-132.

Cook, E.R., Holmes, R.L., Bosch, O., Grissino, M.H.D., 1997. International tree-ring data bankprogram library. http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/treering.html. Accesat în 2003.

Cook, E.R., Kairiukstis, L.A. (eds.), 1990. Methods of dendrochronology. Applications in theenviromnental sciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 394 p.

Corona, E., 1983. Dendrocronologia in Italia. Dendrochronologia. 1: 21-35.Corona, E., 1986. Dendrochronologia: Principi e applicazioni. Atti del seminario tenuto a Verona

nei giorni 14 e 15 novembre 1984. Verona. Istituti italiano di dendrochronologia. 103 p.Cropper, J.P.,1979. Tree-ring skeleton plotting by computer. Tree Ring Bulletin 39: 47-54.Cybis Elektronik, 2003. CooRecorder. http://www.cybis.se. Accesat în 2003.

Bibliografie 177

Decei, I. et al., 1977. Cercetări privind determinarea cuantumului pierderilor de masă lemnoasăla arborii de gorun şi stejar pedunculat afectaţi de uscare. Referat ştiinţific final. I.C.A.S.Bucureşti.

Desplanque, C., Rolland, C., Michalet, R., 1998. Dendroecologie comparee du sapin blanc(Abies alba) et de l’epicea commun (Picea abies) dans une vallee alpine de France.Can.J.For.Res. 28 :737-748.

Douglass, A.E., 1941. Crossdating in dendrochronology. Journal of Forestry. 39: 825-831.Dumitru-Tătaru, I., Popescu, M., 1988. Investigarea dendrocronologică a unui trunchi subfosil

de stejar. Studii şi cercetări de biologie. Seria Biologie vegetală. Tomul 40. EdituraAcademiei Române.

Dupouey, J.L.,Denis, J.B.,Becker, M.,1992. A new methods of standardization for examininglong term trends in tree-ring chronologies. În Bartholin, T.S., Berglund, B.E., Eckstein, D.,Schweingruber, F.H., Tree rings and environment. Lundqua Report 34: 85-88.

Eckstein, D., 1982. Europe. În Hughes, M.K., Kelly, P.M., Pilcher, J.R. (eds.) Climate from treerings. Cambridge University Press. 142-148.

Eckstein, D., 1986. Dendrochronology applied to the investigation of tree decline.Dendrocronologia e moria del bosco in Europa. 13-20.

Eckstein, D., Pilcher, J.R., 1990. Dendrochronology in Western Europe. În Cook, E.R.,Kairiukstis, L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the enviromnentalsciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 11-13.

Eckstein, D., Wrobel, S., 1983. Dendrochronologie in Europe. Dendrochronologia 1: 9-20.Eckstein, D.,1983. Biological basis of dendrochronology. În Eckstein, D., Wrobel, S., Aniol,

R.W. (eds.). Dendrochronology and archaeology in Europe. Proceedings of a Workshop ofthe European Scienc Foundation (ESF). Hamburg. 11-20.

Eckstein, D., Aniol, R.W.,1981. Dendroclimatological reconstruction of the summer temperaturefor an alpine region. Mitteilungen der Forstlichen Bundesversuchsanstalt 142: 391-398.

Eckstein, D., Krause, C.,1989. Dendroecological studies on spruce trees to monitor environ-mental changes around Hamburg. IAWA Bulletin 10(2): 175-182.

Eckstein, D., Krause, C.,Bauch, J., 1989. Dendroecological investigation of Spruce trees (Piceaabies L. Karst.) of different damage and canopy classes. Holzforschung 43(6): 411-417.

Eckstein, D., Sass, U., 1988. Dendroecological assessment of decline and recovery of fir andspruce in the Bavarian forest. Air Pollution and Forest Decline (J.B. Bucher, I. Bucher Wallineds.). 255-260.

Eckstein, D.,Wrobel, S., 1982. Dendrochronology in Europe - with special reference to NorthernGermany and Southern Scandinavia. PACT 7 : 11-26.

Fischer, E., 1899. Die Bukowina. Cernăuţi.Flocea, M., 1992. Cercetări auxologice şi dendrocronologice în arboretele de molid cu fenomene

de uscare anormală, Referat ştiinţific final. I.C.A.S. Câmpulung Moldovenesc. 42 p.Flocea, M., 1996a. Arborii sau memoria timpului. Lucrările simpozionului “Molidul în contex-

tul silviculturii durabile”. I.C.A.S. Câmpulung Moldovenesc. 24-33.Flocea, M., 1996b. Aplicaţii ale dendrocronologiei în domeniul studiilor de impact. Bucovina

Forestieră. 1-2: 31-43.Foster, D.R., 1988. Disturbance history, community organization and vegetation dynamics of the

old-growth Pisgah Forest, south-western New Hampshire, USA. Journal of Ecology 76: 105-134.

Fritts, H.C., 1963. Computer programs for tree-ring research. Tree-Ring Bulletin 25: 2-7.Fritts, H.C., 1976. Tree rings and climate, Academic Press. London. 567 p.


Fritts, H.C., 1991. Reconstructing large-scale climatic patterns from tree-ring data. Tucson,University of Arizona Press. 286 p.

Fritts, H.C., 2003. Precon v. 5.17, http://www.ltrr.arizona.edu/people/Hal/dlprecon.html.Accesat în 2003.

Fritts, H.C., Guiot, J., 1990. Methods of calibration, verification and reconstruction. În Cook,E.R., Kairiukstis, L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the envirom-nental sciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 163-217.

Fritts, H.C., Swetnam, T.W., 1989. Dendroecology: a tool for evaluating variations in past andpresent forest environments. Adv. Ecol. Res. 19: 111-188.

Fritts, H.C.,Mosimann, J.E.,Bottorff, C.P.,1969. A revised computer program for standardizingtree ring series. Tree Ring Bulletin 29(1-2): 15-20.

Frittz, H.C., 1965. Tree-ring evidence for climatic changes in western North America. Mon.Weather Rev. 93: 421-443.

Geambaşu, N., 1979. Cu privire la influenţa doborâturilor de vânt din etajul molidişurilor asupramicroreliefului. Revista pădurilor. 3: 147-149.

Giurgiu, V., 1967. Studiul creşterilor la arborete. Ed. Agro-silvică. Bucureşti. 322 p.Giurgiu, V., 1974. Cercetări privind variaţia ciclică a creşterilor la arbori. Studii şi cercetări.

ICAS. vol. XXX: 261-275.Giurgiu, V., 1977. Variaţia creşterilor la arbori, starea timpului şi anii de secetă. Academia de şti-

inţe Agricole şi Silvice. Buletin informativ 5: 222-235.Giurgiu, V., 1979. Dendrometrie şi auxologiei forestieră. Editura Ceres, Bucureşti.692 p.Giurgiu, V., 1987. Dendrocronologia ca metodă de cercetare a istoriei poporului român. Pădurea

şi poporul român. Academia Română. Filiala Cluj.Graslund, M., 1984. The history of dendrochronology in the Nordic Countries.

Dendrochronologia. 2: 31-62.Graybill, D.A., 1982. Chronology development and analysis. În Hughes, M.K., Kelly, P.M.,

Pilcher, J.R. (eds.) Climate from tree rings. Cambridge University Press. 21-28.Grissino-Mayer, H.D., 2003. Principles of dendrochronology. http://web.utk.edu/ ~grissino/prin-

ciples.htm. Accesat în 2003.Grissino-Mayer, H.D., 2003. Ultimate Tree-Ring Web Pages. http://web.utk.edu /~grissino/.

Accesat în 2003.Grissino-Mayer, H.D., Holmes, R.L., Fritts, H.C., 1996. International Tree Ring Data Bank pro-

gram library version 2.0 user’s manual. Laboratory of Tree-ring Research, University ofArizona. Tucson. Arizona.

Guay, R., Gagnon, R., Morin, H., 1992. MacDENDRO, a new automatic and interactive tree ringmeasurement system based on image processing. În Bartholin, T.S., Berglund, B.E.,Eckstein, D., Schweingruber, F.H., Tree rings and environment. Lundqua Report 34: 128-131.

Guiot, J., 1984. Deux methodes de l’utilisation de l’epaisseur des cernes ligneux pour la recon-struction de parametres climatiques anciens; l’examples de leur application dans le domainAlpin. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology. 45: 347-368.

Guiot, J., 1985. The extrapolation of recent climatological series with spectral canonical regres-sion. Journal of Climatology 5: 325-335.

Guiot, J., 1986. ARMA techniques for modelling tree-ring response to climate and for recon-structing variations of paleoclimates. Ecological modelling. 33: 149-171.

Guiot, J., 1991. The bootstrapped reponse function. Tree Ring Bulletin 51: 39-41.Guiot, J., Berger, A.L., Munaut, A.V., 1982. Response functions. În Hughes, M.K., Kelly, P.M.,


Pilcher, J.R. (eds.) Climate from tree rings. Cambridge University Press. 38-45.Guiot, J., Goeury, C., 1996. PPPBase, a software for statistical analysis of paleoecological and

paleoclimatological data. Dendrochronologia. 14: 295-300.Hofgaard, A.,Tardif, J.,Bergeron, Y., 1999. Dendroclimatic response of Picea mariana and Pinus

banksiana along a latitudinal gradient in the eastern Canadian boreal forest. Canadian Journalof Forestry Research 29: 1333-1346.

Holmes, R.L., 1983. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement.Tree Ring Bulletin 43: 69-75.

Hughes, M.K., Kelly, P.M., Pilcher, J.R. (eds.), 1982. Climate from tree rings. CambridgeUniversity Press. 223 p.

Hughes, M.K., Xiangding, W., Xuemei, S., Garfin, G.M., 1994. A preliminary reconstruction ofrainfall in North-Central China since A.D. 1600 from tree-ring density and width. Quat.res.42: 88-99.

Iacob, I.C., 1998. Cercetări auxologice în arboreta naturale pluriene de fag cu răşinoase dinBucegi şi Piatra Craiului. Rezumat teză de doctorat. Universitatea Ştefan cel Mare. Suceava.60 p.

Ianculescu, M, A. Tissescu, 1989. Cercetări auxologice şi dendrocronologice în arboretele debrad afectate de fenomenul de uscare. I.C.A.S. Seria II. Bucureşti, 87 p.

Ianculescu, M. 1978. Cercetări privind influenţa prafului de ciment şi var asupra creşteriiarboretelor de molid şi brad. Revista Pădurilor. 2-3: 103-105.

Ianculescu, M., 1977, Influenţa poluării aerului asupra creşterii pădurilor. Redacţia de propa-gandă tehnică agricolă. Seria II. Bucureşti.

Ianculescu, M., 1987. Cercetări privind dinamica fenomenului de poluare industrială a pădurilordin zona Copşa Mică. Referat ştiinţific final. ICAS, Bucureşti.

Ianculescu,M., 1975. Aspecte metodologice privind determinarea pierderilor de creştere îndiametru la arboretele poluate, M.E.F.M.C. Studii şi Cercetări. Silvicultură. Seria I. vol.XXXIII. Bucureşti.

Ichim, R., 1988. Istoria pădurilor şi silviculturii din Bucovina. Editura Ceres. Bucureşti. 216 p.Ichim, R., 1990. Gospodărirea raţională pe baze ecologice a pădurilor de molid. Editura Ceres.

Bucureşti. 196 p.IEH-Elektronik, 2003. DendroLab470, http://www.ess.ch/ieh/Dendro.html. Accesat în 2003.ITRDB, 1998. The International Tree Ring Data Bank forum frequently asked question.

http://www.civag.unimelb.edu.au/~argent/treering/treefaq.html. Accesat în 2003.Jacoby, G.C.,D Arrigo, R.D.,Davaajamts, T., 1996. Mongolian tree rings and 20th Century

warming. Science 273: 771-773.Kairiukstis, L., Shiyatov, S., 1990. Dendrochronology in the USSR. În Cook, E.R., Kairiukstis,

L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the enviromnental sciences.Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 13-17.

Keller, R., 1991. Structure - Composition - Formation du bois. ENGREF, Nancy. 39 p.Krause, C.,Morin, H.,1999. Tree ring patterns in stems and root systems of black spruce (Picea

mariana) caused by spruce budworms. Canadian Journal of Forestry Research 29: 1583-1591.

Kromer, B., Spurk, M., 1998. Revision and Tendative Extension of the Tree-ring based 14C Ca-libration, 9200-11855 CalBP. Radiocarbon. 40: 1117-1125.

Kuniholm, P.I., 2003. Dendrochronology and Other Applications of Tree-ring Studies in Archa-eology.În D. R. Brothwell and A. M. Pollard. The Handbook of Archaeological Sciences.(http://www.arts.cornell.edu/dendro/). Accesat 2003.


LaMarche, V.C., 1974. Paleoclimatic inferences from long tree-ring recond. Scinece.183:1043-1048.

Lara, A. et al., 2001. Dendroclimatology of high-elevation Nothofagus pumilo forests at theirnorthern distribution limit in the central Andes of Chile. Can.J.For.Res. 31: 925-936.

Lingg, W., 1986. Dendrookologische Studine an Nadelbaumen im alpinen Trockental Wallis(Schweiz). Ber. Eidgenoss.Forsch.anst.Wald Schnee Landsch. 287:1-81.

Lorimer, C.G., 1980. Age structure and disturbance history of a southern Appalachian virgin for-est. Ecology. 61: 1169-1184.

Lorimer, C.G., 1985. Methodological considerations in the analysis of forest disturbance histo-ry. Canadian Journal of Forestry Research 15: 200-213.

Lorimer, C.G., şi Frelich, L.E., 1989. A method for estimating canopy disturbance frequency andintensity in dense temperate forests. Canadian Journal of Forestry Research 19: 651-663.

Marocico, V., 1994. Produse forestiere. Studiul Lemnului. Universitatea Ştefan cel Mare,Suceava, 153 p.

McKenzie, D., Hessl, A.E., Peterson, D.L., 2001. Recent growth of conifer species of westernNorth America: assessing spatial patters of radial growth trends. Can.J.For.Res. 31: 526-538.

Morariu, I., 1965. Botanică generală şi sistematică, Editura Agro-Silvică, Bucureşti, 622 p.Muzika, R.M.,Liebhold, A.M., 1999. Changes in radial increment of host and nonhost tree

species wiht gypsy moth defoliation. Canadian Journal of Forestry Research 29: 1365-1373.Nowacki, G.J., şi Abrams, M.D., 1997. Radial - growth averaging criteria for reconstructing dis-

turbance histories from presettlement-origin oaks. Ecol. Monogr. 67: 225-249.Pânzaru, G., Soran, V., 1983. Dendroecologia zâmbrului (Pinus cembra L.) din Rezervaţia

Biosferei Pietrosu Mare, Munţii Rodnei. Rezervaţia naturală Pietrosul Rodnei la 50 ani. BaiaMare.

Parascan, D., Danciu, M., 2001. Fiziologia plantelor lemnoase. Editura Pentru Viaţă, Braşov.301p.

Payette, S.,Filion, L.,Delwaide, A., 1990. Disturbance regime of a cold temperate forest deducedfrom tree-ring patterns: the Tantare Ecological Reserve, Quebec. Canadian Journal ofForestry Research 20: 1228-1241.

Pickett, S.T.A., White, P.S. (eds.), 1985. The ecology of natural disturbance and patch dynam-ics. Academic Press. Orlando.1-13.

Popa, I., 1999. Aplicaţii informatice utile în cercetare silvică. Programul CAROTA şi programulPROARB. Revista Pădurilor 2: 41-42.

Popa, I., 2001, Modele de stabilitate pentru arbori şi arborete. Teză de doctorat. UniversitateaŞtefan cel Mare. Suceava. 309 p.

Popa, I., 2002. Elaborarea de serii dendrocronologice pentru molid, brad şi gorun cu aplicabili-tate în dendroclimatologie şi dendroecologie. Referat ştiinţific final. ICAS. CâmpulungMoldovenesc. 136 p.

Popa, I., 2003a. Dendrocronologia în România. Realizări şi perspective. În Giurgiu, V.,Contribuţii ştiinţifice în dendrometrie, auxologie forestieră şi amenajarea pădurilor. EdituraAcademiei Române. Bucureşti.

Popa, I., 2003b. Analiza dendroecologică a regimului perturbărilor în pădurile din nordulCarpaţiilor Orientali. Bucovina Forestieră. 1: 17-30.

Popa, I., 2003c. Analiza comparativă a răspunsului dendroclimatologic la molid (Picea abies) şibrad (Silver fir) - nordul Carpaţiilor Orientali. Bucovina Forestieră. 2.

Popa, I., 2003d. Norway spruce and silver fir dendroclimatological researches. Simpozionul“Cercetarea ştiinţifică pentru gestionarea durabilă a pădurilor”. I.C.A.S. Bucureşti.


Popa, I., 2003e. Elaborarea de serii dendrocronologice pentru molid, brad şi gorun cu aplicabil-itate în dendroclimatologie şi dendroecologie. Analele I.C.A.S., Bucureşti.

Popa, I., Dragotă, C., Dumitrescu, A., 2003. Reconstituirea dinamicii istorice a regimului termical lunii iunie în Munţii Rodnei. Sesiune ştiinţifică. Suceava.

Potter, N., 1967. Tree ring dating of snow avalanche tracks and the geomorphic activity of ava-lanches, Northern Absaroka Mountains, Wyoming. Geological Society of America SpecialPaper 123: 141-165.

Regent Instruments, 2003. WinDendro, http://www.regentinstruments.com. Accesat în 2003.Rehfeldt, G.E.,Tchebakova, N.M.,Barnhardt, L.K., 1999. Efficacy of climate transfer functions:

introduction of Eurasian population of Larix into Alberta. Canadian Journal of ForestryResearch 29: 1660-1668.

Robinson, W.J., 1990. Dendrochronology in Western North America: The Early Years. În Cook,E.R., Kairiukstis, L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the envirom-nental sciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 1-8.

Schou, J., Rytter, E., 1992. Dendrochronological dating using scanning and imageprocessing. ÎnBartholin, T.S., Berglund, B.E., Eckstein, D., Schweingruber, F.H., Tree rings and environ-ment. Lundqua Report 34: 286-287.

Schulman, E., 1958. Bristlecone pine, oldest know living thing. Nat. Geogr. Mag. 113: 355-372.Schweingruber, F.H., 1985. Dendroecological zones in the coniferous forests of Europe.

Dendrochronologia 3: 67-75.Schweingruber, F.H., 1988. A new dendroclimatological network for western North America.

Dendrochronologia 6: 171-178.Schweingruber, F.H., 1996. Tree Rings and Environment. Dendroecology. Birmensdorf. Swiss

Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research.Berne, Stuttgart, Vienne, Haupt.609 p.

Schweingruber, F.H., Braker, O.U., Schar, E., 1987. Temperature information from a Europeandendroclimatological sampling network. Dendrochronologia. 5: 9-34.

Schweingruber, F.H., Briffa, K.R., Jones, P.D., 1991. Yearly maps of summer temperature inWestern Europe from A.D. 1750 to 1975 and Western North America from 1600 to 1972.Vegetation 92: 5-71.

Schweingruber, F.H., D. Eckstein, 1990. Indentification, presentation and interpretation of eventyears in dendrochronology. Dendrochronologia 8: 9-39.

Schweingruber, F.H., Kairiukstis, L., Shiyatov, S., 1990. Sample selection. În Cook, E.R.,Kairiukstis, L.A. (eds.). Methods of dendrochronology. Applications in the enviromnentalsciences. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. 23-40.

Seghedin, T., 1977. Parcul Naţional al Munţilor Rodnei. Ocrotirea naturii şi mediului înconjură-tor.Tomul 21(1).

Serre-Bachet, F., 1985. La dendrochronologie dans le bassin mediterraneen. Dendrochronologia.3 : 77-92.

Serre-Bachet, F., Guiot, J., Tessier, L., 1992. Dendroclimatic evidence from southwesternEurope and northwestern Africa. În: Bradley, R.S., Jones, P.D. (eds.): Climate since A.D.1500. London, Routledge. 349-365.

Smith, D.,2000. Dendroglaciological investigations at Tzeetsaytsul Glacier TweedsmuirProvincial Park. UVTRL Report 1. 17 p.

Smith, D.J., Laroque, C.P., 1996. Dendroglaciological dating of a Litte Ice Age glacial advanceat Moving Glacier, Vancouver Island, British Columbia. Geographie Physique etQuaternaire. 50: 47-55.


Smith, D.J.,McCarthy, D.P.,Colenutt, M.E.,1995. Litte ice age glacial activity in Peter Lougheedand Elk Lakes provincial parks, Canadian Rocky Mountains. Can. J. Earth Sci. 32: 579-589.

Soran, V., Gârlea, D., 1981. Cercetări asupra dendrocronologiei şi dendroecologiei zâmbruluidin Munţii Retezat. Ocrotirea naturii şi mediului înconjurător.

Speer, J.H.,Swetnam, T.W.,Wickman, B.E.,Youngblood, A.,2001. Change in Pandora moth out-break dynamics during the past 622 years. Ecology 82(3): 679-697.

StatSoft, 2003. Electronic Statistics Textbook. Tulsa, OK: StatSoft. WEB:http://www.statsoft.com/textbook/stathome.html. Accesat în 2003.

Stănescu, V., 1979. Dendrologie. Editura Didactică şi Pedagogică. Bucureşti. 470 p.Swanson, F.J.,Johnson, S.L.,Gregory, S.V.,Acker, S., 1998. Flood disturbance in a forested

mountain landscape. BioScience 48(9): 681-689.Swetnam, T.W.,Thompson, M.A.,Sutherland, E.K.,1985. Spruce Budworms Handbook. Using

dendrochronology to measure radial growth of defoliated trees. Agriculture handbook USDA639. 39 p.

Tessier, L.,Guibal, F.,Schweingruber, F.H., 1997. Research strategies in dendrochronology anddendroclimatology in mountain environments. Climatic Change 36: 499-517.

Tessier, L.,Serre-Bachet, F., Guiot,J., 1990. Pollution fluoree et croissance radiale des coniferesen Maurienne (Savoie, France). Ann. For. Sci. 47: 309-323.

Tift, B.D.,Fajvan, M.A., 1999. Red maple dynamics in Appalachian hardwood stands in WestVirginia. Canadian Journal of Forestry Research 29: 157-165.

Till, C., Guiot, J., 1990. Reconstruction of precipitation in Marocco since 1000 A.D. base donCedrus atlantica tree-ring width. Quat. Res. 33:337-351.

Tissescu, A., 1988. Cercetări de auxologiei şi dendrocronologice în arboretele de gorun şi stejarcu fenomene de uscare. Referat ştiinţific final. ICAS. Bucureşti. 39 p.

Tissescu, A., 1989. Aportul dendrocronologiei la relevarea echilibrului ecosistemelor forestiere.Lucrările conferinţei de ecologie: Strategii pentru asigurarea echilibrelor ecologice. Iaşi.

Tissescu, A., 1990. Cercetări privind elaborarea seriilor dendrocronologice la gorun - Quercuspetraea (Matt.) Liebl. şi stejar penduculat - Quercus robur L.. Revista pădurilor. 105(1): 26-31.

Topor, N., 1963. Ani ploioşi, ani secetoşi în R.P.R. Editura Institutului Meteorologic. Bucureşti.302 p.

Villalba, R., 1990. Climatic fluctuations in northern Patagonia during the last 1000 years asinferred from tree-ring records. Quat. Res. 34: 346-360.

Villalba, R., Veblen, T.T., 1997. Spatial and temporal variation in Austrocedrus growth along theforest-steppe ecotone in northern Patagonia. Can.J.For.Res. 27: 580-597.

Vitas, A., 1998. Dendroclimatological research of spruce forests in the west and centralLithuania. Mater Thesis. Vytautas Magnus University. Kaunas. 60 p.

Weber, U., 1994. Computer-aided processing and graphical presentation of skeleton plots usingcommercial software packages. Dendrochronologia. 12: 147-158.

Weber, U., 1995. Ring-width measurements versus skeleton plots. Dendrochronologia. 13: 147-148.

Weber, U.M.,1997. Dendroecological reconstruction and interpretation of larch budmothZeiraphera diniana outbreaks in two central alpine valleys. Trees 11: 277-290.

Wilson, J.W., 1964. Annual growth of Salix artica in the high-arctic. Annals of Botany. 28: 71-76.

Wrobel, S., Eckstein, D., 1997. Determining time and environment from tree rings. Pact 36-3:33-49.

Summary 183

Methodological fundaments and applications of dendrochronology

Tree growing in an area with seasonal variations of climate (winter-summeralternation or the humid season-dry season) is characterized by a single growth pervegetation period, namely the growth ring. The growth ring varies from one year toanother (in the case of annual variation of the climate) or from one vegetation pe-riod (season) to another (in the case when the seasonal variation of climate is longeror shorter than a year), as far as both its width and its structure and density of woodare concerned. The annual tree ring constitute an archive, a real database, regardingthe secular and multi-secular variation of the environment factors at both global andmezo- and microscale levels, being a real highly sensitive phytoclimatograph, witha functioning period of a few hundred years, capable of recording and storing infor-mation on the action of the environment factors. Dendrochronology, in its broadsense, is meant to solve the causes which determined the variability of the charac-teristics of a multi-annual sequence of growth rings, using specific material andmethods, to retrospectively identify the changes and events occurred in the forestsecosystems.

The Romanian forest ecosystems have a very high dendrochronological poten-tial, the building of dendrochronological series for the main forest species, by eco-logical areas, being a premise of a better knowledge on the dynamics of environ-ment factors and implicitly of the complex biological systems, the forests. Takinginto account of the dendrochronological potential of the forest ecosystems consti-tutes a “must” of the fundamental and applicative scientific research in the area ofthe environment sciences.

Dendrochronological research in Romania had a strong ecological character, acharacter of assessment through methods specific to the dendroecology of the envi-ronment degradation?s impact on trees and stands growing, especially under theinfluence of pollution. The historic analysis of the dendrochronology studies allowsthe identification of three distinct stages. A first stage is represented by studies andresearch with an exploring character of the dendrochronological techniques, thisbeing done especially within the forest auxology (Giurgiu, 1967, 1974, 1977, 1979),the cyclic variations of growth for Silver fir trees and other species being shown(Giurgiu, 1967, 1974), the building of the series of growth indexes for Pinus cem-bra from Rodna and Retezat massifs, based on a small number of trees (1-2 wa-shers) (Pânzaru and Soran, 1983; Soran and Gârlea, 1981; Seghedin, 1977) or the


dendrochronological series for a fossil oak trunk from the Siret river’s riverbed(Dumitriu-Tătăranu and Popescu, 1983) to which statistical methods of analyses ofthe seasonal variation and of the elimination of age influence has been applied.

The next stage is a better knowledge of the applied dendrochronological research(dendroecology), worth noticing being the research on the quantification of the po-llution’s impact on the forest ecosystems (Ianculescu, 1975, 1977, 1987; Ianculescuand Tissescu, 1989; Tissescu, 1988, 1989; Barbu, 1989, 1991; Flocea, 1992), aswell as the research in the area of analyses of structural changes of forest ecosys-tems, being possible to set some criteria of classification of growth curves, in rela-tion with the cenotic position and the structural changes (Cenuşă, 1992, 1993,1996, 1998; Iacob, 1998).

The building of the first dendrochronological series, according to the ITRDBrequisites, has been done in the last years for Norway spruce (Schweingruber, 1985;Popa, 2002), Silver fir (Popa, 2002), Swiss stone pine (Popa, 2002), oak (Tissescu,1991; Borlea, 1999; Popa, 2002). In the area of dendroarcheology worth noticing isthe research on the dating of the wooden churches from Maramures area (Babos andEggertsson, 2002).

The high dendrochronological potential of the Romanian forest ecosystems,together with the lack of the integration of the Romanian research in the field ofdendrochronology in the international circuit are important elements for the deci-sion-makers in the field of forest research to promote the dendrochronologicalresearches. The result was the decision to include in the national research programORIZONT 2000, as part of the fundamental objective “Substantiation of sustainablemanagement of forests in order to increase their ecological, economical and socialfunctions”, a distinct sub-objective concerning the impelling of dendrochronologi-cal research “Dendrochronological, dendroclimatic and dendroecological founda-tions for sustainable management of forests”. Within this program, between 2000and 2002 two research projects have been performed, with subjects concerning theelaboration of dendrochronological series for Norway spruce, Silver fir and oak,which could be applied in dendroclimatology and dendroecology, namely researchon climate changes. Within the research project “Elaboration of dendrochronologi-cal series for Norway spruce, Silver fir and oak with applicability in dendroecolo-gy and dendroclimatology”, a number of 16 dendrochronological series have beenelaborated and validated, covering various ecological conditions, other three beingnow analyzed. The dendrochronological series for Norway spruce came from twomountain massifs located in the Northern part of the country, namely the RodneiMountains and Rarău-Giumalău massif. These dendrochronological series capturethe influences exerted by the two main valleys (Bistrita Aurie and Moldova) on thegeneral climate. In order to capture the micro-zonal variability in the RodnaMountains, on the Eastern mountainside, three dendrochronological sites have beenestablished in Putredu massif (PUTA, PUTB and PUTC), three in Bila massif

Summary 185

(BILA, BILB, BILC), as well as an intermediate series between these two areas, inTomnatic massif - TOMA. Also, for this hydrographic basin has been build a den-drochronological series for Swiss stone pine - BILD. For Silver fir were built fivedendrochronological series, geographically covering the Eastern part of theCarpathians: the dendrochronological series in Tibles massif (TIBA), in Rarău-Giumalău massif (SLAB), Obcinile Bucovinei (DEMA),Soveja (SOVA) in the areaof the curvature Carpathians and Sinaia (SINA) in Bucegi massif.

These dendrochronological series, by the methodology used, represent mastersseries of growth indexes for the researched areas, clearly showing, regardless ofspecies or geographical area, the great periods ot accentuated auxological regress,like the one between 1945 and 1947. Also, one can notice periods of reduced radi-al growth specific to each ecological area (Rodna years 1913-1915, 1875-1880). Inthe case of Norway spruce, the period covered by the analyzed dendrochronologi-cal series, vary from 170 years in BILB surface to 269 years in the case of PUTCseries. The dendrochronological series for Pinus cembra (BILD) goes up to the year1672, respectively on a period of 329 years. For Silver fir, the dendrochronologicalseries cover a greater period, varying from 287 years in the case of SINA site to 335years in the case of TIBA series. The average radial growth is reduced in the standsareas at the altitude limit of the forest or in the difficult conditions (especially ge-nerated by very steep slopes), like the PUTC and BILD series. In general, the ra-dial average growth is of about 2 mm/year, varying between 0.39 mm/year (forSwiss stone pine - BILD), respectively 0.53 mm/year (SLAA) and 6.24 mm/year forthe PUTB series for Norway spruce. For Silver fir the average growth varies from1.39 mm (DEMA) to 1.95 mm (SINA), the extreme values being between 0.19(SOVA) and 0.40 mm (SLAB) for the case of the minimum radial growth, respec-tively 3.18 (DEMA) and 5.06 mm (SOVA) for the maximum values . The averagesensitivity, indicator of the trees reaction to the variation of the climatic factors, isbetween 0.12 and 0.14 for Norway spruce while in the case of the Silver fir variesbetween 0.13 and 0.17, for the growth series, respectively 0.10 and 0.17 in the caseof the series of growth indexes. The first order autocorrelation is very high for allthe average growth series, having values of 0.4-0.5 in case of the series of growthindexes from the SLAA, GIUA and BILD points, indicating a high interdependen-cy of the annual rings from the t and t-1 years. High correlation can also be identi-fied between the dendrochronological series for the same species, the correlationlink between species being insignificant from statistic point of view. Still, the auxo-logical response to environment changes is the same as far as the direction of reac-tion is concerned, the intensity varying and this fact is confirmed by the relativelyhigh concordance coefficients between intra- and interspecific growth indexes. Inthe case of the Norway spruce, the highest correlation are between the series fromthe same massif, being at the values of 0.3-0.4 between the series from the Rodneimountains and Moldova Basin. The series from the Slatioara Secular Forest for


Norway spruce (SLAA) and Silver fir (SLAB) show a correlation coefficient of0.444, respectively a concordance coefficient of 0.653.

The reaction of trees to environment factors, especially to climatic ones, variesin report to the microstational and macrostational conditions, to the particularitiesof the species, to the nature and intensity of the analyzed environment factor etc.Through the statistical classical parameters specific to the dendrochronologicalanalysis, one can show the similarities between the dendrochronological series fromdifferent geographical areas. It is a well-known fact that under strong stress factors(long dry period) the reaction of the trees from the affected area is similar but of adifferent intensity. For a more thorough detection of the mesozonal variation, weuse a complex statistical instrument - the analysis of principal components whichallows rendering obvious the way the observations are stratified. For this end, weturned to an hierarchic-type of approach, from simple to complex, performing ananalysis of principal components, starting from small areas to macro-zones, fromintra-specific level (Norway spruce and Silver fir) to inter-specific level (conside-ring both the Norway spruce and Silver fir and Swiss stone pine). In order to havean image of the changes in time of the spatial distribution of the series of growthindexes, the analysis has been performed for both the entire common period and forsub-periods of 50 years, with common segments of 25 years. The analysis of thecommon variability explained by each principal factor, as well as the distribution ofthe dendrochronological series in the plane of the first three principal components,allowed finding of the ecological significance for each factor. Explaining between35 and 90% of the variation (in relation to the species, the analyzed area etc), thefirst factor synthesizes the common climatic signal, being reduced in the case of theintra-specific analysis and at maximum in the case of the Norway spruce from thesame mountain massif. Thus, in the case when the analysis had all the den-drochronological series in view, the common climatic signal represented by the firstprincipal component explains only 30-38% of the variation, the influence of thespecies explaining 15-18% of the variation (the second principal factors). Withinthe same species, the common variation from the first principal factor is of 50-65%in the case of the Silver fir (due to the extended area analyzed) and 70-75% forNorway spruce. If we reduce the investigated area to a single mountain massif, thevariability observed at the first factor increases to 75-80%. The projection in theplane of the first three principal components clearly shows the spatial variability ofthe dendrochronological series, the significance of the second factor being thespecies (15-20% of the variability) in the case of the inter-specific analysis, deter-mining a clear separation of Norway spruce from Silver fir and Swiss stone pine. Inthe case of intra-specific analysis, the variability explained by the second compo-nent stays at the value of 20% in the case of Silver fir and 10% in the case ofNorway spruce, the explication being given by the geographical amplitude of the

Summary 187

analyzed series. Thus, an obvious separation by geographical criteria is made bothin the case of Silver fie (the Northern group is separated by the Southern one) andof the Norway spruce (the Basin of the Bistrita Aurie river is separated by the oneof Moldova river). At micro-zonal level, the secondary principal component inducesa segregation of the series in relation to the intensity of the anthropic interventions,the explained variability being reduced below 10%, showing the homogeneousnessof the reaction to variation of the climatic factors (PC1- 75-80% of the variation).The use of a network of dendrochronological series extended at the level of theentire Carpathian chain, the use of the response functions to the changing of cli-matic functions as variables, will allow a better substantiation of the significance ofthe principal components and of the influence factors in the spatial variability ofdendrochronological series, detection of homogeneousness dendrochronologicalareas being possible.

The disturbance is defined as a relatively discreet event in time which modifiesthe structure of forest ecosystem, changing the availability of resources, sub-layeror physical environment (White and Pickett, 1985). The current structure of the na-tural mountain forest, respectively its heterogeneity, is a consequence of the regimeof the disturbances occurred in time. The use of methods of dendroecology forreconstitution of the regime of disturbances has the reaction of the tree as funda-ment - in this case quantified through the parameters of the annual ring - to anychange of the living environment. The changing of the structure of forests ecosys-tem under the impact of a stress factor (windthrow, forest technical interventions,insect attacks and so on) is clearly showed by the tree, through the changing of thequantified radial growth through the width of the annual ring. The graphical analy-sis of the individual and average growth series allows us to highlight some periodswith very active radial growth alternating with periods of reduced growth. Theinfluence of age determines a decrease of intensity and frequency of changing ofgrowth rates. Starting from the aggregated model of the annual ring, through stan-dardization (extraction of At signal) a series of primary growth indexes is obtained,for which the low frequency signal is directly correlated with the dynamics of dis-turbances. In the case of the growth series from Rodnei Mountains only a fewepisodes with significant perturbations of the structure of stands were identified.Interesting is the disturbance occurred in 1815-1820, that can be observed for all theseries with a lower or higher intensity. The experimental surface from the PutreduA Massif is part of a typical timberline ecosystem subjected to anthropic action,through intensive grazing. Both the curves of individual radial growth and the ave-rage curve have a shape typical to the trees grown in conditions of reduced compe-tition, with a general negative exponential trend twisted by a high frequency signalwith a climatic determination. Though, a period of high release of auxologicalprocesses at the level of the year 1893 can be identified and this disturbance is pre-sent at most of the trees investigated. The high spacing out of the stands as a result


of the anthropical interventions between 1989-1993, supported by the number ofstumps and their age is confirmed by the auxological outbreak in the next decade.In the case of the dendrochronological series from the Putredu B site, two episodesof a significant changing of the structure of stand can be observed, with major au-xological effects: one around the year 1824, the second having its origin in the year1860, the period with acceleration of growth in diameter being up to the year 1910.The current forests ecosystem from the Putredu C area is characterized by the pres-ence of a superior layer (10-15% of the total number of trees) made out of dominanttrees with ages of more than 250 years and also a lower layer made out of trees withages between 150-160 years. The appearance of this layer is confirmed by the curveof average growth and it is due to some wind damage, an event which occurredaround the years 1838-1843, more than 80% of the investigated trees have the mi-nimum annual ring at 1.30 m around 1850-1853, confirming the hypothesis of astrong thinning of stand at the middle of the 19th century as a result of a catastrophicwindthrow. The possibility of an anthropic intervention is excluded, because of theinaccessibility of the land, the slope being higher than 50-60

0, the stand being even

today not affected by the forest technical measures. The positioning on slopes withdifferent exposure of the stands investigated in Putredu massif did not allow thehighlighting of a correlation between the periods of action of disturbance factors.The site from the Tomnatic massif is a transition between the dendrochronologicalseries from Putredu and Bila, being situated on a covered slope, with a low risk tobe affected by wind and this fact is also shown by the shape of the average radialgrowth curve.

Within the Bila massif the way the investigated trees are positioned, by their dis-tribution on both the mountainsides of the Higher Basin of Bila brook allowed acomplex analysis of the historic dynamics of the actions of disturbance factors onthe structure of forest ecosystems. Worth noticing in the BILA, BILB and BILCseries are the perturbations from the years 1820, 1880 and 1920. The average seriesof radial growth for Swiss stone pine (BILD) constitutes the faithful and completeimage of the history of the action of risk factors regime - in this case representedwindthrow - from the Bila basin, interesting from the effects point of view being theepisodes from the years 1699, 1736-1746, 1814-1817 and 1915. In the case of theSwiss stone pine series (BILD), the disturbance occurred around the year 1820, thetrees strongly reacting, through an accelerated radial growth on a period of 40 years.The most likely perturbation factor is some wind damage, with catastrophic effectsand the year when this happened coincides with the year when the stands fromBILC and BILB series from the same massif appeared. This major disturbance canbe clearly identified also for the series from the Moldova basin. Unlike the forestecosystems from the Bistrita Aurie Basin, in the case of the ones from the MoldovaBasin one can notice a higher frequency of structural changes, with significant au-

Summary 189

xological changes determined by the disturbance factors. Thus, in case of the standfrom the Demacusa Basin, for Silver fir, approximately eight major windthrowsduring three centuries can be identified. These occurred at almost equal intervals of35-40 years and a dynamics of growth in stages, characteristic to a forest ecosystemsubjected to some periodic significant structural changes could be highlighted.Worth noticing, as far as the intensity and duration, are the accelerated growth peri-ods from the years 1745-1772,1794-1814,1825-1831,1867-1881,1913-1927,1940-1951,1964-1970. In case of the growth series from the Giumalau Secular Forest(GIUA) several of such sudden accentuated growth periods can be identified, themost obvious one occurring around the year 1760 when the wind damage suddenlyhighlighted the existent 20-30 years old sapling-covered area. In the SlatioaraSecular Forest one can notice a similar regime of disturbance in the case of Norwayspruce and Silver fir, worth noticing being the ones from the years 1740, 1777,1820, 1865, 1890, 1964. Very interesting is the period of reactivation of growth after1945-1947, very obvious in the case of the Norway spruce, having climatic deter-mination. In Tibles Massif (TIBA) worth noticing are the windthrow around theyear 1790 which determines a significant acceleration of radial growth for a periodof 60 years, being equivalent with a strong opening of the stand. Other significantperturbations are the ones from 1890 and 1947-1948, the last one having as possi-ble cause a reviving of the radial growth as a result of the drought in the previousperiod. The growth series from the southern part of the country, from Sinaia (SINA)and even from Soveja (SOVA) have a much more uniform variation of rate ofgrowth, without any sudden significant oscillations, only the periods of eliminationof maternal stand and of highlighting of young trees, through performance of sometechnical forest works or as a result of some wind damage, being clearly identified.In case of the Soveja series one can notice a single major perturbation around theyears 1820-1830 which significantly modified the structure of the ecosystem, deter-mining an accelerated increase up to the level of the year 1900. In Sinaia, obviousis the disturbance from 1875 which determines a modification of radial growth rateswith more than 300%. The elimination of age influence through primary standardi-zation determines an accentuation of the alternation of periods with accelera-tedgrowth with periods of decrease of growth. The identified perturbations in the caseof the growth series are much better highlighted in the case of the primary index-es. The comparative analysis of the extracted signals allows the establishment,through inter-dating, of some windthrows with catastrophic effects, those eventsaffecting all the dendrochronological series. The major windthrow that determinedmajor changes of the forest landscape in the area is the one occurred between 1815-1820, having as consequence an acceleration of the growth of the Swiss stone pinefrom BILD, the appearance of Norway spruce stand from the same mountainside(BILC) and of the one from the opposite mountainside (BILB). The auxologicalmark of this event can also be noticed in the case of the dendrochronological series


from Moldova river Basin (GIUA, SLAA and DEMA), being very obvious in thecase of the Silver fir from Slatioara Secular Forest. (SLAB). Another period withvery active wind damage activity is the one from the years 1880-1890 that can beidentified in the signal from the series GIUA, SLAA, BILB, PUTB. This event isalso mentioned in the yearbooks of that time, being dated on June the 26th 1885 inNorthern Moldavia (Fischer, 1899; Ichim, 1988). Starting from the dendrochrono-logical series for Swiss stone pine, the oldest major disturbance is identified in theyear 1699, being the oldest windthrow identified in Bucovina, This, through modi-fication of the structure of the forest ecosystem, determines, through highlighting,an acceleration of development of Swiss stone pine tree’s sapling covered area upto the year 1715-1720. As a result of accentuation of specific competition, therecomes a decade of progressive and continuous decrease of the rhythm of radialgrowth. This regime of perturbations is also confirmed by the analysis of the growthseries, through the method of the growth rates and the method of the modifiedgrowth rates. By applying these methods of dendroecological analysis at microlevel one can reconstruct the temporal and spatial dynamics of the structure of fo-rest ecosystems, thus getting extremely useful information on the evolution direc-tions of these structures under the impact of the environment factors.

The climate influences the growth of trees! This generally accepted principlerepresents the fundament for the dendroclimatological research. The variation ofradial growth of trees can be correlated with the variation of one or more climaticparameters known as determining the growth processes. In this case it is possible tofind a statistical relation between growth and environment factors, which can beused for deduction or reconstruction of past variations of climatic parameters basedon the variations of the annual ring’s parameters. The width of the tree’s annual ringvaries from one year to another in a manner more or less regular, most of this vari-ability being due to the past and current particular climatic conditions of the growthperiod. The relation degree between the annual ring and the climatic parametersdepends on the ecological amplitude of the species, the proximity of extreme cli-matic conditions, and the amplitude of variability of the factors which have an influ-ence on the growth and so on. The variation of the characteristics of the annual ringcan be correlated with the variation of one or more environment factors with influ-ence on the biological processes which lead to formation of the annual ring. Fromthe dendroclimatology’s point of view, the variation of width of annual ring or of aparameter of this ring, induced by climatic factors, is similar to the signal from acommunication system, the variations occurred due to non-climatic factors beingsimilar to the noise associated with this signal. According to this similarity, theseries of growth indexes in an area with an optimal climate for that species has alow signal-noise ratio, compared to the dendrochronological series for the trees sit-uated at the limit of the area with a high signal-noise ratio. In the case when the

Summary 191

growth index is an independent variable and the climatic parameters representdependant variables, the statistical model is known as response function (themodel’s coefficients describe the way the tree is responding to climatic factors). Incase when the growth indexes are explicative variables and the meteorologicalparameters constitute the explained variable, the statistical equations are calledtransfer functions (the variation of annual radial growth is transferred to the recon-struction of climate). In the case of the response functions, the amplitude and thesign of the statistical model’s coefficients express the importance degree and thedirection of reaction (response) of trees to variation of the climatic parameters usedfor calibration. In general, the significance of the coefficients of the transfer func-tions is not easy to be interpreted, these being applied to growth indexes for recon-struction of climate?s past variation.

In order to exemplify the applicability of dendroclimatological research methodsin the study of forest ecosystems, the climatic data from the meteorological stationof Campulung Moldovenesc, located in the center of the study area, from the pe-riod 1961-1999, have been used. That period was characterized by a multi-annualaverage temperature of 6.6 0 C and an annual level of rainfalls of 711 mm. The den-drochronological series used for calibration and verification are the ones fromGiumalau Secular Forest (GIUA - Norway spruce), Slatioara Secular Forest (SLAA-Norway spruce, SLAB - Silver fir) and Demacusa Basin (DEMA - Silver fir) locat-ed close to the meteorological station. The analysis of the climate-tree relation hasbeen done through the graphical comparison of the series of growth indexes withthe monthly variation of meteorological parameters, through the method of correla-tion coefficients, the method of response functions, growth models with climaticfundament being calibrated and verified, through the method of multiple stepwiseregression, respectively the method of multiple regression with extraction of theprincipal components and estimation of the error of coefficients through the boot-strap method.

In the case of the Norway spruce, respectively the GIUA and SLAA den-drochronological series, one can notice a significant negative correlation with thetemperatures from the end of the previous vegetation season (July, August, andSeptember) and positive with the rainfalls from that period. The same type of reac-tion concerning the previous vegetation season is also present in the case of theSilver fir, but the intensity is lower. Physiologically, this can be explained by theprocesses of formation of buds and the processes of accumulation of nutritive sub-stances necessary for starting of physiological processes from the next season. Asfar as the current vegetation season is concerned, the Norway spruce has a signifi-cant positive reaction (GIUA - February, March, SLAA - April, July) to the regimeof rainfalls. The thermal regime at the end of the season of vegetative repose and atthe beginning of the vegetation season, months January - June induces a positiveresponse from the Norway spruce. The Norway spruce’s response to modification


of the thermal regime in the vegetation season, months July-August, is negative, thehigh temperatures directly and indirectly determining a decrease of the growth indiameter rhythm. In case of the dendrochronological series from Giumalau SecularForest - GIUA - the temperature in August is negative and significantly correlatedwith the growth index. The end of the vegetation season, namely September, has apositive influence on growth, as far as the thermal regime is concerned, the reactionbeing negative to pluviometric regime.

In the case of the Silver fir, there is a positive reaction, even very strong and sig-nificant in the case of Slatioara-s series of growth indexes - SLAB, to temperaturesfrom the cold season (December-March). The same positive response can benoticed in the case of the temperatures from the vegetation season (July - August),for the series of indexes from Demacusa Basin, the correlation being significant inthe case of the temperatures from August. The rainfalls at the beginning of vegeta-tion season (April - June) determine an acceleration of radial growth rhythm, but thecorrelation is insignificant from the statistical point of view. The comparative analy-sis of the series of real and estimated by statistical models growth indexes indicatesa very good reliability of the response functions. Distribution of residual errors israndom, except for the period 1985-1992 in the case of dendrochronological seriesfrom Slatioara (Norway spruce and Silver fir) and Demacusa, when the statisticmodel systematically overestimates the growth indexes. The explanation can befound in the presence of a disturbance signal with intense manifestation in this pe-riod, the hypothesis issued being the presence of some phenomena of intense pol-lution. This manifestation is very obvious, especially in the case of the Norwayspruce from Slatioara Secular Forest - SLAA.

The methods of multiple regression, combined with extraction of the principalcomponents allowed estimation of coefficients of the statistical model of theresponse functions, as well as the standard error of these coefficients. The generalstructure of the statistical model obtained by analysis of correlation and of multiplestepwise regression is confirmed. The reaction of Norway spruce and Silver fir tothe thermal regime is in general similar. The negative influence of temperaturesfrom July-September of the previous year is obvious for all the dendrochronologi-cal series. The average monthly temperatures from the cold season induce a posi-tive reaction from the trees and this is obvious especially in the case of the Silverfir. At the beginning of the vegetation season (March-May) the Norway spruce po-sitively reacts to increase of temperature, the Silver fir having a negative or indif-ferent reaction, statistically insignificant. Interesting is the antagonistic behavior ofNorway spruce and Silver fir in the case of the thermal regime from July-August.Both species present a statistically significant reaction to this factor, but of inversedirection. The Norway spruce reduces its growth, expressed by growth indexes,while in the case of the Silver fir we are dealing with an acceleration of the biolo-

Summary 193

gical processes of accumulation of biomass in the annual ring. Using the statisticalmodel represented by the response functions, we proceeded to estimation of growthindexes for the period 1961-1999, for each of the dendrochronological series. Therepartition of errors is aleatory, these errors being statistically insignificant, exceptfor the period 1983-1990 in the case of the Norway spruce series, respectivelySilver fir in Slatioara, for which the decrease of the growth rhythm can not be total-ly explained by the climate.

The reconstruction of the variability of climatic parameters in the past representsone of the challenges of current dendroclimatology. A typical approach of dendro-climatology consists in identification of the climatic parameter to which it corre-sponds the variation of width of the annual ring from the past. The transfer func-tions can be obtained in a manner similar to the response functions, the differenceconsisting in the use of the growth indexes as independent variables and the use ofclimatic parameters as dependant variables. Starting from these reasons, we pro-ceeded to analysis and reconstruction of past variation of some climatic parametersfrom Campulung Moldovenesc weather station. The chosen calibration period isbetween 1961and 1980 and the one for verification is between 1981 and 1999. Wedecided to choose these periods due to a higher stability of the period previous tothe 80-s, as far as the anthropic influences, like the atmosphere pollution in theresearched area, are concerned. For calibration of transfer functions, both inde-pendent dendrochronological series and principal components extracted from se-veral series of growth indexes can be used. The statistical models of reconstructionof some meteorological parameters from the Campulung Moldovenesc area, quan-tified based on both the dendrochronological series for Norway spruce (GIUA,SLAA), Silver fir (SLAB and DEMA) and the principal components extracted fromthe combination of these series, will be shown. The analysis of the correlationbetween growth indexes and meteorological parameters allows identification ofthose factors whose reconstruction is reliable, proceeding to calibration of transferfunctions for temperatures from March, respectively September, and of the rainfallregime for September. The graphical analysis of the temperatures of March, recon-structed through the transfer functions, indicates a good concordance between thereal temperatures and the ones estimated for the calibration and verification period.The transfer functions, calibrated based on the growth indexes for Silver fir, aremuch more reliable, the coefficients of correlation between the real temperaturesand the ones estimated through the model, for the verification period 1981-1999, areof 0.439 - SLAB and 0.568 for the Demacusa - DEMA series. The beginnings ofseason with very low average temperatures are caught by all the series of growthindexes, due to the negative effect they have on the physiological processes of treegrowing. Such period are the ones from 1964 (- 1.90C ), 1947, 1929 or 1799, withtemperatures around -20C, as well as years with very hot springs (1927) whichinduce a positive effect. The thermal regime from the verification period of the


years 1980-1999, in the case of March, is faithfully reconstituted by all the transferfunctions. The lack of rainfalls at the end of vegetation season from the 1982-1989period (verification period) is highlighted by all the dendrochronological series, inthe series of growth indexes also being captured the recovery of the rainfall regimeof the next years. Considering the fact that there was a greater distance to the weath-er station, the dendrochronological series for the Silver fir from Demacusa generat-ed a much more uniform transfer function, as far as the variability is concerned. Theperiods of long drought at the beginning of autumn are present in all the transferfunctions, perhaps a little stronger in the case of Norway spruce. Such periods(1946, 1927, 1890 and 1862) with rainfalls below 10 mm are also confirmed bysome historical records as being dry autumns. The checks performed by making acomparison of the reconstituted climatic parameters with the dynamics of thedrought periods (Topor, 1963) and with the historical records from CampulungMoldovenes weather station for the 1930-1960 periods confirm the reliability of theproposed transfer functions.

Lack of the Romanian dendrochronological research from the international cir-cuit, corroborated with the high dendrochronological potential of forest ecosystems,demands an intensifying of research in this area. The main orientation directions ofRomanian dendrochronology, in a first stage, must aim at the following aspects:

- implementation of the national dendrochronology network and integration ofthis network in the European and world networks. In the international system,Romania appears with only three dendrochronological series for Norwayspruce, conceived in 1984 by Schweingruber (1985), not showing the realdendrochronological potential of the Carpathian ecosystems;

- establishment and proper endowment of a dendrochronology laboratory. Theestablishment of a dendrochronology laboratory, very good endowed, in orderto follow the European standards, creates the premises for its integration andrecognition within the European network of dendrochronology laboratories;

- the analysis of spatial variability of dendrochronological series for the entireCarpathian space, by both the growth indexes and by the functions ofresponse to climatic factors. Applying of modern methods of multivariablestatistical analysis - the method of principal components - for the entire den-drochronology network will allow performing of some delicate studies on thereaction of trees to changing of general and local climate in relation with thespecies, ecological area;

- reconstruction of dynamics of structure of natural forest ecosystems throughdendrochronological techniques. The methods made available by den-drochronology constitute an effective tool for analysis of structural changesoccurred in the forest ecosystems, providing the fundament for prognosis ofthe direction of evolution of these ecosystems. The settling, using dendroe-

Summary 195

cological techniques, of the frequency and intensity of disturbance factorsprovides scientific support for the decision-makers in the field of forestry;

- reconstruction of dynamics of meteorological parameters and of climate ingeneral, on the basis of the growth indexes. Knowing the Romanian climate-s historical variation represent a basic component of the strategies for sus-tainable management of the forest ecosystems in the current conditions ofmajor climatic changes happening nowadays. The annual ring of trees pro-vides the information needed for quantification of paleoclimate, dendrocli-matology possessing tools and techniques proper for this kind of researchesand investigations;

- dating of wooden historical vestiges now has new valences if we use the den-drochronological techniques. The recent researches on dating of the woodenchurches from Maramures (Babos and Eggertsson, 2002) led to illustratingresults.

Glosar 197

Accelerarea creşterii (growth release) -o intensificare evidentă a creşterii radialesub efectul reducerii presiunii com-petiţionale a arborilor vecini, ca urmare aeliminării acestora.

Amplitudine ecologică (ecologicalamplitude) - limitele habitatului în care ospecie poate creşte şi se poate regenera.

An caracteristic (pointer year) - anulpentru care majoritatea arborilor dintr-ungrup, prezintă un inel caracteristic deaceeaşi natură (pozitiv sau negativ).

An eveniment (event year) - anul în carecreşterea radială este evident mai redusă saumai ridicată decât valoarea medie a lăţimiiinelelor de creştere (asociat cu inelul carac-teristic).

Autocorelaţia de ordinul I (first orderautocorrelation) - statistică ce desemneazăintensitatea legăturii corelative dintre o va-loare a seriei de timp şi cea anterioară.

Auxometru (auxometer) - aparat demăsurare discontinuă a variaţiei dimensiu-nilor trunchiului arborilor.

Burghiu de creştere (increment borer) -instrument similar cu un burghiu, utilizatpentru extragerea unei probe cilindrice delemn din trunchiul arborilor (burghiuPressler).

Calibrare (calibration) - proces princare, în dendroclimatologie, se cuantifică ofuncţie de transfer sau o funcţie de răspuns,care sunt utilizate pentru estimarea uneiasau mai multor variabile dependente în bazaunui set de variabile independente.

Cambiu (vascular cambium) - ţesutmeristematic situat între lemn şi scoarţă care

prin diviziune produce xylem spre interior şifloem spre exterior.

Carotă (increment core) - probă de lemnde formă cilindrică extrasă din arbori cu aju-torul burghiului Pressler.

Climat (climate) - media unui ansamblude fenomene meteorologice care se mani-festă într-o perioadă lungă de timp.

Coeficient de autocorelaţie (autocorre-lation coefficient) - statistică ce descrieintensitatea legăturii dintre valoarea actualăa unei serii de timp şi valorile precedente.

Coeficient de corelaţie (correlationcoefficient) - parametru statistic careexprimă intensitatea legăturii dintre douăseturi de date, având valori cuprinse între -1(corelaţie negativă perfectă) şi 1 (corelaţiepozitivă perfectă).

Coeficientul de concordanţă (concor-dance coefficient) - statistică neparametricăcare măsoară similaritatea variaţiei anuale adouă serii de inele anuale, exprimată în moduzual ca procent a cazurilor cu un compor-tament similar (gleichlaufigkeit).

Creştere anuală (annual growth) - stratde biomasă lemnoasă depusă într-un an dezile care în secţiune apare sub formă de inelde creştere.

Dendroarheologie (dendroarcheology) -domeniu al dendrocronologiei care uti-lizează seriile dendrocronologice pentrudatarea lemnului arheologic.

Dendroclimatografia (dendroclimato-graphy)- domeniu a dendrocronologiei careutilizează inelele anuale datate pentru recon-stituirea şi cartografierea spaţială a variaţi-ilor istorice ale climatului.

Glosar de termeni


Dendroclimatologie (dendroclimatol-ogy) - domeniu al dendrocronologiei careutilizează inelul anual pentru studierea şireconstituirea climatului prezent şi trecut.

Dendrocronologie (dendrochronology)- ştiinţa care utilizează inelul anual, datat laanul exact al formării sale, în analiza tempo-rală şi spaţială a proceselor din ştiinţele fiz-ice şi culturale.

Dendroecologie (dendroecology) -domeniu al dendrocronologiei care uti-lizează inelul anual în studiul factorilor careinfluenţează procesele ecosistemice.

Dendroentocronologie (dendroen-tochronology) - domeniu a dendrocronolo-giei care utilizează inelul anual pentrudatarea şi studiul dinamicii istorice a popu-laţiilor de insecte.

Dendrogeomorfologia (dendrogeomor-phology) - domeniu al dendrocronologieicare utilizează metodele dendrocronologicepentru datarea proceselor geomorfologicede suprafaţă care au creat, alterat şi modifi-cat peisajul.

Dendroglaciologia (dendroglaciology) -domeniu a dendrocronologiei care utilizeazăinelul anual pentru datarea şi studiul dinami-cii gheţarilor.

Dendrograf (dendrograph) - aparat deînregistrare continuă a variaţiei dimensiu-nilor trunchiului arborilor.

Dendrohidrologia (dendrohydrology) -domeniu al dendrocronologiei care uti-lizează inelul anual pentru analiza dinamiciiistorice a resurselor de apă şi datarea unorevenimente hidrologice extreme.

Dendropirocronologia (dendropy-rochronology) - domeniu a dendrocronolo-giei care utilizează inelul anual pentru studi-ul dinamicii prezente şi trecute a incendiilor.

Elaborarea cronologiei (chronologybuilding) - interdatarea şi procesarea lăţimiiinelelor anuale sau a altor indici de la maimulte probe de creştere dintr-o anumităstaţiune sau regiune pentru realizarea unei

succesiuni temporale de referinţă omogenă,utilizabilă la datare şi reconstituirea istoricăa climatului.

Factor limitativ (limiting factor) - factorcare controlează creşterea radială.

Factori de mediu (environment factor) -fenomene specifice care intră în interacţiunecu un organism la un moment dat în timp şispaţiu.

Filtru statistic (statistic filter) - ansam-blu de ponderi aplicate unei serii de timppentru reducerea varianţei la anumitefrecvenţe. Când numai semnalul de joasăfrecvenţă este reţinut: filtru de joasăfrecvenţă, iar când se extrage semnalul deînaltă frecvenţă: un filtru de înaltă frecvenţă.

Funcţie de răspuns (response function)- ecuaţia statistică calibrată care exprimă,separat, efectul relativ a unor condiţii cli-matice asupra creşterii radiale, cuantificatăprin parametrii inelului anual.

Funcţie de transfer (transfer function) -ecuaţie statistică calibrată care permite esti-marea climatului pornind de la indici decreştere;

Indice de creştere (growth index) - val-oare transformată a lăţimii inelului anual saua altui parametru prin standardizare, avândmedia egală cu 1 (100) şi o varianţă relativomogenă în timp.

Inel anual (annual tree-ring) - vedere însecţiune a unei creşteri anuale.

Inel caracteristic (pointer value) - inelulanual cu dimensiuni evident mai mari saumai reduse decât valoare medie a seriei decreştere.

Inel fals (false ring) - o schimbare astructurii celulelor în interiorul ineluluianual care se poate confunda cu limita realădintre inelele anuale, determinând apariţia adouă sau mai multe “creşteri” în cadruluneia singure.

Inel lipsă (missing ring) - inele decreştere cu structură discontinuă pe trunchi,lipsind pe anumite direcţii radiale.

Glosar 199

Interdatare (crossdating) - procedurădendrocronologică de sincronizare a ineleloranuale cu o serie datată, în vederea identi-ficării exacte a anului de formare a acestuia.

Interval caracteristic (pointer interval)- succesiune de ani caracteristici.

Lăţime inel anual (tree-ring width) -dimensiunea inelului anual măsurată per-pendicular pe acesta.

Lemn de compresiune (compressionwood) - denumire a lemnului de reacţiune laspeciile de conifere, caracterizat prin celulecu pereţii îngroşaţi, care se formează pepartea opusă compresiunii, în partea infe-rioară a trunchiurilor aplecate sau curbate şiîn zonele de inserţie de la baza ramurilor.

Lemn de reacţiune (reaction wood) -celule anormale formate în lemn asociate cuo creştere excentrică, diferit mult de lemnulnormal din punct de vedere al structurii şiproprietăţilor fizico-mecanice.

Lemn de tracţiune (tension wood) -denumire a lemnului de reacţiune la speciilede foioase, localizat la partea superioră atrunchiurilor curbate sau a ramurilor.

Lemn târziu (latewood) - lemn produsîn inelul anual în a doua parte a sezonului decreştere, caracterizat prin celule cu pereţiiîngroşaţi şi lumen mai mic (lemn de toam-nă).

Lemn timpuriu (earlywood) - lemn pro-dus în inelul anual în prima parte a sezonu-lui de creştere, caracterizat prin celule cupereţii subţiri şi lumen mare (lemn deprimăvară).

Macroclimat (macroclimate) - ansam-blul condiţiilor climatice dintr-o regiune(climat regional).

Măduvă (pith) - ţesut format din celulecu pereţii nelignificaţi situat în centrutrunchiului arborilor.

Microclimat (microclimate) - ansamblulfenomenelor meteorologice observate întimp cu manifestare pe o suprafaţă restrânsă.

Model (model) - ecuaţie sau diagramă

care reprezintă un set de factori şi relaţiiledintre ei.

Model agregat (aggregate model) -definire a inelului anual ca combinaţieliniară de semnale.

Perioadă de creştere bruscă (abruptgrowth change)- succesiune de inele carac-teristice, cu valori semnificativ mai mari saumai mici decât cele normale.

Raport semnal-zgomot (signal-noiseratio) - raportul dintre semnalul urmărit prinstudiul dendrocronologic şi informaţiareziduală.

Reconstituire (reconstruction) - procesde estimare sau deducere a condiţiiloristorice sau a unui eveniment din trecut înbaza unei serii cronologice datate.

Reducerea creşterii (growth suppres-sion) - o reducere marcantă a creşterii radi-ale a arborelui sub efectul competiţiei cuarborii vecini.

Regresie (regression) - termen statisticgeneral reprezentat printr-o ecuaţie caredescriere relaţia dintre o variabilă dependen-tă şi una sau mai multe variabile indepen-dente.

Regresie multiplă (multiple regression)- ecuaţie care implică mai multe variabileindependente pentru explicarea unei vari-abile dependente.

Regresie multiplă în trepte (multiplestepwise regression) - regresie multiplă încare includerea variabilelor independente înmodel se realizează treptat în funcţie de anu-mite teste statistice.

Repetabilitate (replication) - eşan-tionarea şi interdatarea mai multor serii indi-viduale de creştere, mai mult de o probă pearbore şi mai mult de un arbore pe suprafaţăcercetată.

Rondelă (washer)- probă de lemn deformă circulară recoltată prin secţionareatransversală a trunchiului arborelui.

Scoarţă (bark) - toate ţesuturile vegetalesituate spre exteriorul cambiului.


Selecţia staţiunii (site selection) -alegerea arborilor dintr-o suprafaţă limitatăîn vederea maximizării informaţiei sau sem-nalului urmărit şi minimizarea varianţeinedorite.

Semnal (signal) - componentă a serieicronologice a cărui variaţie în timp poate fiatribuită unui factor cunoscut sau urmărit:climat, perturbare, condiţii biologice alearborelui etc.

Sensibilitate (sensibility) - termen den-drocronologic referitor la prezenţa unei vari-aţii a lăţimii inelelor anuale în direcţie radi-ală în interiorul unui arbore indicând ocreştere sensibilă la variaţia unui factor.

Serie de creştere (growth series) - seriede timp formată din parametri inelului anual(lăţime, densitate etc.).

Serie de indici de creştere (growthindex series)- serie de timp derivată dinstandardizarea seriei de creşteri anuale.

Serie de timp (time series) - un set dedate reprezentând o secvenţă regulată deevenimente care sunt indexate în funcţie detimp.

Serie dendrocronologică (den-drochronological series) - serie medie deindici de creştere provenind de la un numărde arbori dintr-o staţiune particulară carepoate fi utilizată pentru interdatare şi recon-stituirea climatului.

Serie dendrocronologică de referinţă(master dendrochronological series) - seriemedie de indici de creştere derivată din maimulte serii dendrocronologice dintr-o anu-mită regiune care poate fi utilizată pentrudatare.

Specii cu distribuţia porilor difuză(diffuse porous wood) - specii deangiosperme la care elementele de vase auun diametru relativ constant pe întreagaîntindere a inelului anual, fiind repartizaţirelativ uniform.

Specii cu zonă iniţial poroasă (initial

porous wood) - specii de angiosperme lacare porii lemnului timpuriu au diametrulmult mai mare în raport cu cei din lemnultârziu.

Standardizare (standardization) - pro-cedeu statistic prin care se elimină efectulvârste dintr-o serie de creştere prin aplicareaunei funcţii matematice şi transformareaacesteia într-o serie de indici de creştere.

Valori reziduale (residual value) - difer-enţa dintre valorile observate şi cele esti-mate prin aplicarea unei funcţii matematicela un set de date.

Zgomot (noise) - varianţa de fond dintr-o serie cronologică care nu poate fi explicatăde un anumit factor sau set de factori.

versiune integrală (45243 kb)

Documents